上海交大 生化分离-04 离心技术.pptVIP

Questions 1 过滤技术难处理的发酵液如何处理 液液分离，并含少量固体颗粒 细胞器的分离 大分子物质分子量的测定 DNA半保留复制 第四章 离心分离 1 4.1 概论 4.2 离心分离原理 4.3 离心技术分类 4.4 管式离心机 4.5 多室离心机（管式离心机的变形） 4.6 碟式离心机 4.7 螺旋卸料沉降离心机 4.8 离心过滤 4.9 离心设备的选择 4.10 超速离心技术 4.1 概论 4.2 离心分离原理 离心力： Stock’s Force(粘滞吃力)： 离心沉降速度： 分离因子定义Fr：离心力/重力加速度(g)的比值 意义：衡量离心设备的离心程度的重要技术参数，用于离心机的分类 4.3 离心技术分类 按分离因子Fr分类 1)、常速离心机Fr 3,000g 三足沉降式: 500-1000g 螺旋卸料式：1200-3000g 2)、中速离心机，Fr = 3,000 — 5,000g 多室离心机：2000-8000g 碟片式离心机：3000-10000g 3)、高速离心机，Fr = 5,000 — 20,000g 多室离心机：2000-8000g 碟片式离心机：3000-10000g 管式离心机：8000-15000g 4)、超速离心机，Fr = 20,000 — 1,000,000g 4.3 离心技术分类 用途分类 1)、分析性：超速离心机 2)、制备性：A、实验室用；B、工业用 工业应用分类 1)、管式离心机 2)、多室离心机（管式离心机的变形） 3)、碟式离心机：Ａ、人工排渣式, Ｂ、喷嘴排渣式, Ｃ、活塞排渣式 4)、螺旋卸料沉降离心机 5)、离心过滤 6)、三足式离心机 4.4 管式离心机 操作： 应用：A、液-液分离(连续式)，B、低固体含量(1%)的固-液分离(间歇式)。 主要技术指标：A、离心管直径40-150mm，长径比4-8；B、离心强度8000—15000g；C、处理能力100-400 L/h；D、适应的颗粒直径0.01-100?m，固液密度差大于0.01g/cm3，固体含量小于1% 优点：A、结构简单，价廉，B、分离效果好，分离因子高8000—15000g 缺点：A、处理能力有限; B、低固体含量的悬浮液(1%) 4.4 管式离心机 沉降计算 粒子在Z-axis 上的移动速度： 粒子在r-axis 上的移动速度: 粒子的运动轨迹： 4.4 管式离心机 清除条件：最难分离的粒子在入口：Z=0，r=R1; 在出口：Z=H, r =R0。按进入和离开的边界条件，将上式积分得： 在大多数条件下，由于液层很薄，R0 ? Rl，上式可简化为： 意义：A、最大流量Qmax与离心机特征(H, R0, Rl, ?)的关系，超过最大流量，粒子不能被清除；B、离心机设计、放大和操作的基础。 4.5 多室离心机(管式离心机的变形) 操作： 应用：A、抗生素的液-液萃取分离，B、固相浓度小于５％的固—液分离，如酒类和果汁的澄清。 主要技术参数：A、3-7个分离室，B、分离因子2000-8000g，C、处理能力2.5-10 m3/h，D、颗粒d 0.1?m，E、固体浓度５％。 优点(与管式比较)：A、加强功能：分离液流程?、沉降面积?、流层减薄、沉降距离减小；B、颗粒的筛分作用：粗颗粒沉降到内层分离室，细颗粒沉降到外层分离室. 缺点：沉淀清理困难。 4.6 碟式离心机 化学、制药和生化工业应用最广泛 特点： A、10-100个锥顶角为60-100?Ｃ的锥形碟片； B、碟片距很短0.5-2.5mm，沉降距离极短，分离效果高； C、碟片多，沉降面积大，增加分离效果； D、抗对流效果高。 分类： Ａ、人工排渣式; Ｂ、喷嘴排渣式; C、活塞排渣式。 Ａ、人工排渣碟片离心机 操作： 应用：A、液-液分离，并含少量固体，B、固-液分离，固相含量小于２%，C、澄清操作。 主要技术指标：A、分离因子10000g以上；B、适应的颗粒直径0.02—20?m，固体含量小于２%，C、 100t/h。 优点：A、分离因子达10000g以上，B、特别适合于含少量细颗粒的液液分离。 缺点：A、转鼓与碟片之间空隙大，不易发挥离心机的高效分离性能；B、停车清洗，生产效率低，劳动强度大。 Ｂ、喷嘴排渣碟片离心机 操作： 应用：多用于cell浓缩，浓缩比在5-20。 主要技术指标：A、分离因子5000g左右；B、适应的颗粒直径0.1-100?m，固体含量25%，C、喷嘴2-24个，D、转鼓d 900mm 优