生物分离工程离心分离.pptVIP

离心分离是除过滤之外的另一种非常有效的固-液分离方法。 它是利用惯性离心力和物质的沉降系数或浮力密度的不同而进行的一项分离、浓缩或提炼操作。 优点：离心分离对那些固体颗粒很小或液体粘度很大，过滤速率很慢，甚至难以过滤的悬浮液的分离十分有效，对那些忌用助滤剂或助滤剂使用无效的悬浮液的分离也能得到满意的结果。 缺点：分离得到的是浆状物而不是干的滤饼，另外，离心设备复杂，价格昂贵。 （沉降分离是不彻底的分离） ①离心沉降：利用固液两相的相对密度差进行悬浮液分离的操作。 ②离心过滤：利用离心力并通过过滤介质进行悬浮液分离的操作。 ③离心分离和超离心：利用不同溶质颗粒在液体中各部分分布的差异，分离不同相对密度液体的操作。 5.1 离心沉降 5.1.2 离心沉降的设备 根据其离心力大小，可分为低速离心机、高速离心机和超离心机。生化分离用离心机一般为冷却式，可在低温下操作，称为冷冻离心机。 　 按离心机的作用方式： 斜角式 平抛式 管式 蝶式 螺旋式 多室 结构稳定， 可装载较多的样品 使用较高的转速。 加速或减速时，对样品有搅动。 平抛式离心机转子 （３）管式离心机 （tubular-bowl centrifuge） 管式离心机：分为液-液分离的连续式管式离心机和液-固分离的间歇式管式离心机。 管式离心机具有一个细长而高速旋转的转鼓， 转鼓内装有纵向平板， 其下部有进料口。上部有重液液相出口。 管式离心机工作原理 待处理的物料在一定压力（3×104 Pa左右）下由进料管经底部空心轴进入鼓内， 靠挡板分布于鼓的四周，并使料液迅速达到与转鼓相同的角速度。 转鼓带动物料高速旋转，在离心力下，悬浮液沿转鼓内壁向上流动的，料液在离心力场的作用下因其密度差的存在而分离。 澄清后的液相流动到转鼓上部的排液口排出。 比重大的固体微粒逐渐沉积在转鼓内壁形成 沉渣层，达到一定数量后，停机人工清除。 管式离心机特点： 结构简单，可提供较大离心力，转速高，离心力强度高达15000-65000。 管状离心机可以冷却，有利蛋白质分离 间歇操作，须定时拆卸、清洗 适用于于分离乳浊液及含细颗粒的稀悬浮液，适用于固含量低于1%，颗粒度小于5微米，黏度大的悬浮液澄清或固液两相密度差较小的分离。 （4）多室式离心机multichamber centrifuge 多室式离心机的转鼓内有若干同心圆筒组成的环状分离室。 加长了被分离液体的流程，使液层减薄，增加了沉降面积，减少了沉降距离。 同时还有粒度筛分的作用，悬浮液中的粗颗粒沉降到靠近内部的分离室壁上，细颗粒则沉降到靠近外部的室壁上，澄清的分离液经溢流排出。 常用于抗菌素液－液萃取分离，果汁和酒类饮料的澄清等。 （5）碟片式离心机disk-bowl centrifuge 是在管式离心机的基础上发展起来的，在转鼓中加入了许多重迭的碟片，缩短了颗粒的沉降距离，提高了分离效率。 是生物工业中应用最为广泛的一种离心机 有一个密封的转鼓，内装十至上百 个锥顶角为60~100゜锥形碟片。 碟片间的距离一般为0.5-2.5mm， 与被分离物料的性质有关。 碟片式离心机工作原理 当悬浮液在动压头的作用下，经中心管流入高速旋转的碟片之间的间隙时，便产生了惯性离心力， 其中密度较大的固体颗粒在离心力作用下向上层碟片的下表面运动，而后在离心力作用下被向外甩出，沿碟片下表面向转子外围下滑， 而液体则由于密度小，在后续液体的推动下沿着碟片的隙道向转子中心流动，然后沿中心轴上升，从套管中排出，达到分离的目的 碟片式离心机类型 人工排渣的碟片离心机（间歇式） 碟片上不开孔，只有一个清液排出口。沉积在转鼓内壁上的沉渣，间歇排出。只适用于固体颗粒含量很少的悬浮液。 喷嘴排渣的碟片离心机（连续式） 当固体颗粒含量较多时，可采用具有喷嘴排渣的碟式离心沉降机。在有特殊形状内壁的转鼓壁上开设若干喷嘴 活门（活塞）排渣的碟片离心机 这种离心机利用活门启闭排渣孔进行断续自动排渣。 操作时，由位于转鼓底部的环板状活门的上下移动来控制排渣。 （6）螺旋式离心机scroll-type centrifuge 螺旋式离心机工作原理 转鼓与螺旋以一定差速同向高速旋转，悬浮液通过螺旋输送器的空心轴进入机内中部，由进料管连续引入螺旋内筒，加速后进入转鼓。 在离心力场作用下，固相物沉积在转鼓壁上形成沉渣层。输料螺旋将沉积的固相物连续不断定推至转鼓锥端，经排渣口排出机外，较轻的液相物则形成内层液环，由转鼓大端溢流口连续溢出转鼓，经排液口排出机外。 螺旋式特点 5.1.3 离心沉降的计算 （2） 碟片式离心机（略） 5.2 离心过滤 5.2.1 离心过滤的原理 离心过滤是将料液送入有孔的转鼓并利用离