离心分离基本原理和离心分离分类
食品分离技术(5) 离心技术
(三).等密度离心法
1原理 预先配制介质的密度梯度（包含了被分离样品中所有
粒子的密度），样品铺在梯度液顶上或混合,离心开始后, 梯度液受离心力的作用逐渐形成底浓而管顶稀的密度梯度, 与此同时原来分布均匀的样品粒子也发生重新分布。各种 颗粒移动到与它们各自密度恰好相等的位置上形成区带。
特点： （1）与样品粒子的密度有关 （2）与样品粒子的大小和其他参数无关 （3）转速、温度不变,则延长离心时间也 不改变这些=0 S=0 粒子平衡
ρp-ρm>0 即ρp>ρm V>0 S>0 粒子沉降
ρp-ρm<0 即ρp<ρm V<0 S<0 粒子逆着离心方向上浮
12
二、离心设备分类
离心机
转子 主机 附件
13
分类标准多种多样： （一）根据转速分类：低速、高速、超速
项目 转数(rpm) 离心力(rcf)
2、转子桶内装有十字形隔板，把桶内分隔成多个扇形小室， 隔板内有导管；
3、区带转头的“管壁效应”极小，分离效果好，转速高， 容量大，回收容易；
缺点：
区带转头的样品及介质与转头直接接触，要求转子耐腐蚀， 并且操作复杂。
30
31
5、连续转头：
32
自动排出沉渣的离心澄清机
33
分批自动排出沉渣的离心澄清机
4
离心力
离心力（F）：当离心机转子以一定的角速度ω（弧度/秒） 旋转，颗粒的旋转半径为r（厘米）时，颗粒所受的向外的 力即离心力。
F ma m2r
ω: 旋转角速度 r：旋转体离旋转轴的距离
2 n rad / sec
60
5
相对离心力
相对离心力（RCF）：又称分离因数，是衡量离心程度的 参数，是指在离心力场中，作用于颗粒的离心力相当于地 球 引 力 的 倍 数 ， 单 位 是 重 力 加 速 度 g （ 980cm/ 秒 2 ） 。 RCF=ω2r/980 = 4π2n2r/3600*980 = 1.119*10-5n2r
4-分离设备
离心机
在乳品生产中，牛奶的脱脂、 净化，或从桔皮中提取桔油、淀粉 生产、豆浆生产等都要应用离心分 离的方法，进行浆渣分离。 一、离心分离的基础 1、什么是离心分离 所谓离心分离，就是在离心力 的作用下，分离液相非均一系的过 程。体现这种离心分离的设备叫离 心机。 2、离心分离的分类 按照操作性质，分为过滤式离 心机（离心过滤）、沉降式离心机 （离心沉降）和分离式离心机（离 心分离）。
2、碟式分离机分类
⑴、按其进料和排液方式分为 密 封 式
敞开式
半密封式
⑵、按卸料方式可分为
停机排除沉渣式； 连续运转分批自动排除沉渣式； 喷嘴排渣式碟片分离机。
3、工作原理 4、影响分离机分离效果的因素 碟片上开孔距轴线的远近，对澄 清液的澄清度有影响。如要求轻液澄 清度高，则开孔距轴线可近些， 取 R 1 R 。反之如果重液要求较高 3 的澄清度，则 R 2 R （∵停留时间
3．干燥 用压缩空气吹或真空吸，把滤饼毛细管中存留 的洗涤液排走，得到含湿量较低的滤饼。 4．卸料 把滤饼从过滤介质上卸出，并将过滤介质洗涤， 以备重新进行过滤。 过滤介质是过滤机的重要组成部分。过滤介质一般必须具 备以下条件：①多孔性，使滤液容易通过，其孔道的大小应能 使悬浮粒子得以截留；②化学稳定性，如耐蚀性、耐热性等， ③足够的机械强度。 工业上常用的过滤介质有三类：①粒状介质，如细砂、石 砾、炭等。②织状介质，如金属或非金属丝编织的网或布。③ 多孔性固体介质，如多孔陶瓷管等。 为防止胶状微粒对滤孔的堵塞，有时用助滤剂(如硅藻土， 活性炭等)涂于滤布上，然后按一定比例，均匀混合于悬浮液 之中，一起进过滤机过滤，形成渗透性好、压缩性较低的滤饼， 使滤液能顺畅流通。
(二)过滤机的分类 过滤机按过滤推动力可分为：重力过滤机、加压过滤机和 真空过滤机。 按过滤介质的性质可分为：粒状介质过滤机、滤布介质过 滤机、多孔陶瓷介质过滤机和半渗透膜介质过滤机等。 按操作方法可分为：间歇式过滤机和连续式过滤机等。 间歇式过滤机的特点：其过滤、洗涤、干燥、卸料四个操 作工序在不同的时间内在过滤机的同一部位上依次进行。它的 结构简单，但生产能力较低，劳动强度较大。 连续式过滤机的特点：其四个操作工序在同一时间内在过 滤机的不同部分上进行。它的生产能力较高，劳动强度较小， 但结构较复杂。
离心分离
工作原理: 要分离的液体混合物由空心 转轴顶部进入，通过碟片半腰 的开孔通道进入各碟片之间， 并同碟片一起转动，在离心力 的作用下，密度大的液体趋向 外周，到达机壳外壁后上升到 上方的重液出口流出；轻液则 趋向中心而向上方较靠近中央 的轻液出口流出。这样，两种 不同重度液体就在碟片间的隙 道流动的过程中被分开。
（3）卧式活塞推料离心分离机
是一种连续加料、脉动卸料的过滤式离心机。
工作原理： 在离心力场作用下， 料液沿布料斗周边 均匀地甩到滤网上， 大部分经过筛网缝 隙和转鼓小孔甩出 转鼓外，由管道引 走。利用推杆在转 鼓内的往返运动推 动筛网上的滤饼前 移，形成脉冲卸料。
卧式活塞推料离心分离机的优缺点：
1.过滤式离心机
工作原理: 过滤式离心机转鼓上开有孔，鼓内覆盖以滤布或其 他过滤介质(滤网等)，当转鼓高速旋转时，鼓内料 液在离心力的作用下透过过滤介质（滤布和壁上小 孔）排出，而固体颗粒则被截留在过滤介质上，完 成固液分离。
过滤式离心机的适用范围：
过滤式离心机对颗粒和液体的密度差没有要求，但不适宜 于小颗粒、纤维状或胶体可压缩固体物质的分离(例如废 水中污泥的处理)，因为这些物质会堵塞过滤介质。
优点：效率高、产量高、生产连续化、操作稳定可靠。
缺点：只能分离中粗颗粒，对悬浮液的浊度比较敏 感，容易发生跑料现象，应用上有一定的局限 性。
适用范围:含固相颗粒大于0.25mm的结晶状和纤维状物 料的悬浮液，并且要求固相含量大于30%。
（4）离心力卸料离心分离机
又叫惯性卸料分离机或锥篮离心分离机。 工作原理： 滤渣在锥形转鼓中依靠本身所受的离心力克服与筛网的摩擦 力沿筛网表面向着转鼓大端移动，最后自行排出。
卧式刮刀卸料离心分离机的优缺点：
离心分离技术原理和操作
第一篇生物化学与分子生物学常用实验原理与技术第一章离心分离技术离心分离技术是利用离心机旋转所产生的离心力，根据待分离物质的大小、形状、密度等的不同而使物质分离的技术。
离心分离技术在生物大分子的分离、纯化、鉴定，细胞和细胞器的收集等方面已得到广泛应用，成为生物化学与分子生物学实验室中常用的技术方法。
第一节离心分离技术的基本原理一、离心力和相对离心力当离心机的转子以一定的速度旋转时，离心场中的颗粒受到一定的离心力。
离心力（Fc ）的大小取决于颗粒的质量（m ），颗粒旋转的角速度（ω）和颗粒的旋转半径（r ）：r m ωFc 2=由于在转速相同的条件下，各种离心机转子的半径不同，离心管至旋转轴中心的距离不同，所受离心力也不同，因此文献中常用“相对离心力”表示离心力。
相对离心力（RCF 或g 值）是指在离心力场的作用下，颗粒所受离心力相当于地球重力的倍数，单位是重力加速度g （9.8m/s 2）。
相对离心力取决于旋转半径r (单位为cm)和转速n(单位为r/min)，其计算公式为： r n 101.12RCF 25-⨯=二、沉降速度与沉降系数沉降速度是指在离心场的强大离心力作用下，单位时间内物质颗粒运动的距离。
沉降速度与颗粒本身的性质、介质的性质和离心条件有关。
x )ωρ(ρ)[d 18η1(v 2m p 2-= 上式中v 为粒子移动的速度，d 为球形粒子直径，η为液体介质的粘度，ρp 为沉降颗粒的密度，ρm 为液体介质的密度。
从上式可知，粒子的沉降速度与粒子直径的平方成正比，与粒子的密度和介质密度之差成正比；离心力场增大，粒子的沉降速度也增加。
1924年Svedberg 对沉降系数下的定义为颗粒在单位离心力场中粒子移动的速度，用“S ”表示，S=v/ω2r 。
S 是沉降系数，ω是离心转子的角速度，r 是颗粒的旋转半径，v 是沉降速度。
沉降系数是以时间表示的，S 值一般在1~200×10-13秒范围，为了纪念Svedberg对离心技术所做的贡献，把沉降系数10-13秒称为一个Svedberg 单位，简写S ，量纲为秒，1S=10-13秒。
离心机分类及工作原理
离心机分类及工作原理
离心机根据其分类依据可以分为离心式离心机和管式离心机。
1. 离心式离心机：离心式离心机是最常见的一种离心机，其工作原理是基于离心力的作用。
离心机内部设有一个转盘，样品放置于转盘上方的离心机管中。
当离心机启动后，转盘开始快速旋转，由于离心力效应，样品受到离心力的作用而被迫远离旋转轴。
离心力使得样品中的物质沉积到管的底部形成沉淀，而较轻的物质则留在上层液体中，实现物质的分离。
2. 管式离心机：管式离心机是一种专门用于离心分离微量样品的离心机。
它通常采用旋转圆盘式离心构造，样品放置在离心管内，并通过离心力使样品沉淀分离。
与离心式离心机相比，管式离心机由于其设计和构造的特殊性，可以更好地适应微量样品的离心分离需要。
无论是离心式离心机还是管式离心机，其工作原理都是基于离心力的作用。
当离心机启动后，转盘或圆盘开始快速旋转，离心力的产生引起样品中物质的分离。
根据物质的密度和大小，其沉降速度不同，从而实现物质的分离。
离心过程一般采用多次重复旋转-停止-取样的步骤，以获得更好的分离效果。
离心分离的原理
离心分离的原理离心分离是一种常见的物理分离技术，其原理是根据物质的密度差异，在离心力作用下，使不同密度的物质分离。
离心分离广泛应用于化学、生物、医药等领域，如制备纯化蛋白质、分离血细胞、提取植物精华等。
离心分离的基本原理是利用离心力对物质进行分离。
离心力是指物体在旋转过程中所受到的离心力，其大小与旋转半径、旋转速度、物体质量相关。
在离心分离过程中，物质被装入离心机的离心管中，通常为圆柱形，其一端封闭，另一端开口，离心管中的物质在离心机高速旋转时，受到离心力作用，使其沉淀或上浮，从而实现分离。
离心分离的应用广泛，其中最常见的是血液分离。
血液是由血浆和血细胞两部分组成的，而血细胞又包括红细胞、白细胞和血小板。
在医学领域，常常需要从血液中分离出某一种或几种血细胞进行研究或治疗，如分离白细胞进行免疫学实验、提取血小板用于血小板输注等。
离心分离血液时，需要将血液加入离心管中，然后通过高速离心使血浆与血细胞分离，最终可得到血浆和血细胞分离后的样品。
离心分离的原理还可以应用于分离不同密度的微粒，如细胞、细菌、病毒等。
在生物学领域，离心分离被广泛应用于细胞培养、病毒制备、蛋白质纯化等方面。
以细胞培养为例，离心分离可用于分离细胞与培养基，以便对细胞进行进一步的实验或处理。
在制备病毒时，离心分离可用于分离病毒颗粒与其他细胞成分，从而得到纯净的病毒制备。
在蛋白质纯化中，离心分离可用于分离细胞裂解液中的蛋白质与其他细胞成分，从而得到纯净的蛋白质。
除了生物学领域，离心分离在化学和工业领域也有广泛应用。
例如，在化学制品生产中，离心分离可用于分离不同密度的化学物质，如分离沉淀与溶液。
在石油化工领域，离心分离可用于分离石油中的不同成分，如分离油与水、分离油与沙等。
总之，离心分离是一种广泛应用于化学、生物、医药等领域的物理分离技术，其原理是根据物质的密度差异，在离心力作用下，使不同密度的物质分离。
离心分离在血液分离、微粒分离、蛋白质纯化、化学制品生产等方面有着广泛的应用。
离心机的应用及分类
离心机的应用及分类离心机是一种广泛应用于工业、科研、医疗等领域的设备，其基本原理是利用物体在离心力作用下产生的离心加速度，使物体的分离、沉降和提纯，从而达到分离混合物中的固体、液体或气体的目的。
离心机的应用非常广泛，根据具体的功能和特点，可以将其分为多个不同的分类。
一、按用途分类1. 分离离心机：分离离心机是应用最广泛的一类离心机，主要用于将混合物中的固体与液体或不同种类的固体分离。
常见的应用包括固液分离、固体颗粒的分级、蛋白质的提取、血液成分的分离等。
2. 速度离心机：速度离心机是指工作转速比较高的离心机，可以达到几万转每分钟，主要用于分离小颗粒或分子量较小的样品，例如核酸、蛋白质等的沉降离心。
3. 超高速离心机：超高速离心机是速度离心机的一种，工作转速可达到数十万转每分钟，主要用于分离微粒子、超细颗粒物、病毒等样品，常见应用包括病毒颗粒的分离、蛋白质结晶学研究等。
4. 连续离心机：连续离心机是一种可以连续工作的离心机，适用于大规模离心分离，例如工业生产中的分离、脱水等工艺。
5. 工艺离心机：工艺离心机是专门为工业生产设计的大型离心机，可以进行大规模的离心分离、浓缩、脱水等工艺操作，广泛应用于化工、食品、制药等行业。
二、按结构分类1. 悬臂式离心机：悬臂式离心机是最常见的一种离心机结构，其转子与转轴垂直悬挂，适用于大多数离心分离操作。
2. 斜盘式离心机：斜盘式离心机是一种结构简单、体积小巧的离心机，工作时样品旋转在一个倾斜的盘型转子内，适用于样品量较小的离心操作。
3. 卧式离心机：卧式离心机是一种特殊结构的离心机，其转轴处于水平位置，适用于离心分离影响较大的样品，如细腻颗粒的分离、微生物培养物的分离等。
4. 管式离心机：管式离心机是专门用于离心小容量管状样品的离心机，体积小巧，适用于微量样品的分离工作。
三、按静力学分类1. 射流离心机：射流离心机通过引入离心力场中的射流对待离心的物料进行力学处理，适用于细胞、组织等样品的分离。
简述离心分离法原理以及操作过程
简述离心分离法原理以及操作过程离心分离法原理及操作过程离心分离法是一种常用的实验室技术，它通过利用离心力将混合物中的成分分离出来。
离心分离法原理基于物质的密度差异，通过离心机的高速旋转使得重的成分沉淀，轻的成分悬浮在上层液体中，从而实现分离。
下面将详细介绍离心分离法的原理及操作过程。
离心分离法的原理主要基于离心力的作用。
离心力是指离心机高速旋转时产生的离心加速度，它是地球重力加速度的若干倍。
当混合物置于离心机中旋转时，离心力会使得混合物中的成分按照其密度大小分层沉淀或悬浮。
离心分离法的操作过程如下：1. 准备样品：将待分离的混合物样品装入离心管或离心瓶中。
混合物可以是液态、悬浮液或悬浊液。
2. 选择合适的离心机：根据样品的性质和离心分离的要求，选择合适的离心机。
离心机的选择通常考虑离心力的大小、离心转速的范围及离心管的容量等因素。
3. 装样品：将装有混合物样品的离心管或离心瓶放入离心机的转子中。
注意保持离心管或离心瓶的平衡，以免在高速旋转时发生破裂或漏液。
4. 调节离心参数：根据样品的性质和分离要求，调节离心机的转速和离心时间。
一般情况下，离心速度越高，离心时间越长，分离效果越好。
5. 启动离心机：在调节好离心参数后，启动离心机，使其以设定的转速旋转。
离心机在高速旋转时产生的离心力会将混合物中的成分分离出来。
6. 停止离心机：在离心时间到达设定值后，停止离心机的运转。
注意等离心机完全停止转动后再打开离心机的盖子，以免样品溅出。
7. 取出分离物：打开离心机盖子后，用吸管或移液器将分离物取出。
根据需要，可以分别取出上层液体和沉淀物，进行后续的实验分析或处理。
总结：离心分离法是一种常用的实验室技术，通过利用离心力将混合物中的成分分离出来。
离心分离法的原理基于物质的密度差异，通过离心机的高速旋转使得重的成分沉淀，轻的成分悬浮在上层液体中，从而实现分离。
离心分离法的操作过程包括准备样品、选择合适的离心机、装样品、调节离心参数、启动离心机、停止离心机和取出分离物等步骤。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
离心分离基本原理和离心分离分类
离心分离基本原理
当非均相体系围绕一中心轴做旋转运动时，运动物体会受到离心力的作用，旋转速率越高，运动物体所受到的离心力越大。
在相同的转速下，容器中不同大小密度的物质会以不同的速率沉降。
如果颗粒密度大于液体密度，则颗粒将沿离心力的方向而逐渐远离中心轴。
经过一段时间的离心操作，就可以实现密度不同物质的有效分离。
根据离心方式的不同，可分为差速离心法和密度梯度离心法等。
（1）差速离心：又叫分级离心法；
是生化分离中最为常用的离心分离方法。
它指采用低速和高速两种离心方式交替使用，用不同强度的离心力使具有不同密度的物质分级分离的方法。
离心后把上清液与沉淀分开，然后再将上清液加高转速离心，分离出第二部分沉淀，如此往复加高转速，逐级分离出所需要的物质。
（2）密度梯度离心：也叫区带离心；
即离心是在具有连续密度梯度的介质中进行。
将试样铺放在一个密度变化范围较小、梯度斜度变化比较平缓的密度梯度介质表面，在离心力场作用下试样中的颗粒按照各自的沉降速率移动到梯度介质中的不同位置，而形成一系列试样组分区带，使不同沉降速率的颗粒得以分离。
赫西HR/T16MM微量实验室高速冷冻离心机
离心分离分类
固一固分离
使固体之间相互分离的离心分离法称离心分级，设备为离心分离机。
用控制离心时间的办法，使得溶液中只沉淀大颗粒，而不是所有颗粒，这样就可逐次将颗粒按大小分开。
液一液分离
不互溶的液体在离心机中因密度不同而很快分离。
这种方法比重力分离时间要短得多。
常用一种称为离心萃取机的装置来分离液体溶液组分。
该装置由放置在圆筒转鼓中的一系列多孔同心环组成，转鼓环绕着一个筒形轴以每分钟2 0005 000转的速度旋转，液体通过筒形轴进出，以径向顺流方式在转筒中流动而达到液体溶液组分的分离。
气一气分离
同位素研究中常用的手段。
在高速旋转下，气体状态的同位素混合物得以相互分离。
用离心分离浓缩235U是有前景的方法之一。
固一液分离
常量分析中常用过滤法，半微量分析中则用离心分离法。
常用的旋转装置有手摇离心机和电动离心机(通常转速为1}4千周/分)，分离速度远比过滤为快。