簡介
分離離心機是套用離心力,分別液體與固體顆粒或液體與液體的混雜物中各組分的機械。分離離心機有一個繞本身軸線高速鏇轉的圓筒,稱為轉鼓,通常由電動機驅動。懸浮液(或乳濁液)參加轉鼓後,被敏捷帶動與轉鼓同速鏇轉,在離心力作用下各組分分離,並分辨排出。
原理:分離分離機的作用原理有離心過濾和離心沉降兩種。離心過濾是使懸浮液在離心力場下發生的離心壓力,作用在過濾介質上,使液體通過過濾介質成為濾液,而固體顆粒被截留在過濾介質表面,從而實現液-固分離;離心沉降是套用懸浮液(或乳濁液)密度不同的各組分在離心力場中敏捷沉降分層的原理,實現液-固(或液-液)分離。
產品
歷史
離心機的傳動方式經歷了手搖式到電動式、機械變速、油壓氣壓為動力的機械變速直至當今的變頻電機變速的過程。
中國古代,人們用繩索的一端系住陶罐,手握繩索的另一端,鏇轉甩動陶罐,產生離心力擠壓出陶罐中蜂蜜,這就是離心分離原理的早期套用。
工業離心機誕生於歐洲。十九世紀中葉,先後出現紡織品脫水用的三足式離心機,和製糖廠分離結晶砂糖用的上懸式離心機。這些最早的離心機都是間歇操作和人工排渣的。
十九世紀末和二十世紀初離心機停留在低速電動的狀態上,到20年代則出現了超高速離心機,美國杜邦公司生產了油透平式離心機。1933年又推出了空氣透平式離心機,以壓縮空氣推動蝸輪,再帶動離心機鏇轉;1955年美國貝克曼公司推出了可達l00000rpm的風動離心機,70年代以後,出現了高速電機即變頻電機的套用,在80年代又將變頻電機和微型計算機相結合,使離心機轉速和性能都有了較大的提高。
進人二十一世紀後,離心機技術已臻成熟,較好地滿足了科研生產和醫學上的需要。如美國的Sorvall的ST2l,德國Heracus新機型BiofugeStratos等。
分類
1、常速離心機
Fr≤3500(一般為600~1200),這種離心機的轉速較低,直徑較大。
2、高速離心機
Fr=3500~50000,這種離心機的轉速較高,一般轉鼓直徑較小,而長度較長。
3、超高速離心機
Fr>50000,由於轉速很高(50000r/min以上),所以轉鼓做成細長管式。
分離因素Fr是指物料在離心力場中所受的離心力,與物料在重力場中所受到的重力之比值。
原理
利用向心加速度 F = mrω 得知,密度較大之物體在下,密度較小之物體在上。當含有細小顆粒的懸浮液靜置不動時,由於重力場的作用使得懸浮的顆粒逐漸下沉。粒子越重,下沉越快,反之密度比液體小的粒子就會上浮。微粒在重力場下移動的速度與微粒的大小、形態和密度有關,並且又與重力場的強度及液體的粘度有關。象紅血球大小的顆粒,直徑為數微米,就可以在通常重力作用下觀察到它們的沉降過程。
此外,物質在介質中沉降時還伴隨有擴散現象。擴散是無條件的絕對的。擴散與物質的質量成反比,顆粒越小擴散越嚴重。而沉降是相對的,有條件的,要受到外力才能運動。沉降與物體重量成正比,顆粒越大沉降越快。對小於幾微米的微粒如病毒或蛋白質等,它們在溶液中成膠體或半膠體狀態,僅僅利用重力是不可能觀察到沉降過程的。因為顆粒越小沉降越慢,而擴散現象則越嚴重。所以需要利用離心機產生強大的離心力,才能迫使這些微粒克服擴散產生沉降運動。
離心就是利用離心機轉子高速鏇轉產生的強大的離心力,加快液體中顆粒的沉降速度,把樣品中不同沉降係數和浮力密度的物質分離開。