离心分离原理离心力

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 0.1-100m ， 固 体含量 <25% ， C 、喷嘴 224个，D、转鼓d< 900mm 优点： A 、颗粒富积好， B 、 处理量大，可达300t/h。 缺点：A、分离因子5000g， 低，不适合于小颗粒的分 离； B 、富积的颗粒含水 量大。
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
Questions
1
2 3
4
5
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 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 概论 离心分离原理 离心技术分类 管式离心机 多室离心机（管式离心机的变形） 碟式离心机 螺旋卸料沉降离心机 离心过滤 离心设备的选择 超速离心技术
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 0.01-100m ，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 >0.1m，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。
选择
基本型号
亚型 低温离心 规格、台数 密封灭菌设计
4.1 概论
固液分离：第一选择为过滤，第二选择离心分离。 应用： A、难过滤的发酵液：d小、大、过滤U慢、甚至不能过滤 的悬浮液，以及忌用助滤剂、或助滤剂无效的悬浮液； B、其他难分离的固液分离； C、互不相溶液—液分离，如液液萃取； D、不同密度固体或乳浊液的密度梯度分离，如超离心分离 缺点： A、分离得到的不是滤饼一样的半干物，而是浆状物； B、处理量小； C、设备复杂，价格贵，分离成本高。 操作形式： A、离心沉降；B、离心过滤；C、密度梯度(超离心)。
Ｃ、活塞排渣碟片离心机
操作： 应用：多种颗粒的分离(0.1-500m 颗 粒 ) ， 固 体 含 量 <10%, 应用范围最广 主要技术指标： A 、分离因 子 5000-9000g ； B 、 适 应 的颗粒直径 0.1—500m， 固体含量<10%，C、处理 量达 40t/h ， D 、固液密度 差0.01g/cm3。 优点： A 、颗粒富积好， B 、 处理量较大40t/h。 缺点： A 、富积的颗粒含水 量大； B 、不适合于高固 体含量的发酵液(>10%)。
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
4.10 超速离心技术1
操
作
模 式
4.10 超速离心技术-应用
A. 测定分子量:
物质 细胞色素c 分子量 12400 S0w,20 1.18
肌红蛋白
胰班白酶 尿激酶 卵白蛋白
16900
23000 32000 45000
2.04
2.50 2.70 3.70
B. 大分子的纯度鉴定 C. 大分子的构相变化 D. DNA半保留复制
4.7 螺旋卸料沉降离心机
沉降计算：
4.8 离心过滤
原理:
4.8 离心过滤
计算
流量方程：
注：流量为非常数，时间增加， 滤饼厚度增加，而流量减小。 滤饼形成时间方程：
意义：得到滤饼厚度(R0-RC)所需时间，用于工艺放大 Q
4.9 离心设备的选择
基本参数
颗粒d,固液差,
固体物浓度 产物热稳定性 流量Q, 规模 气溶胶,活cell
4.6 碟式离心机
最大流量计算
4.7 螺旋卸料沉降离心
操作：立式，卧式
应用：A、高浓度的大颗粒的固液分离(达50%, 2um-5mm)， 如淀粉精制和污水处理。 主要技术指标：A、分离因子小于6000g；B、适应的颗粒直 径2um-5mm，固体含量1-50%，C、固液密度差 0.05g/cm3， D、转鼓直径--900mm。 优点：A、操作温度高300C大；B、处理量大，可达60t/h。 缺点：分离因子小于6000g，不适合于小颗粒的分离。
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—20m ，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。
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60-100Ｃ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、ank you for your join
4.10 超速离心技术
超速离心机：分离因子在100,000g以上的离心设备 沉降系数(sedimentation coefficient, S = Svedbergs = 10-13 s)： S计算：
颗粒在20C 水中的Sw,20为 v 为溶质(颗粒)的单位质量的体积, w,20和 L,T分别为20 C 的水和T C 溶剂的黏度，w,20和L,T 分别为20 C 的水和T C 溶剂的密度。 Sw,20与溶质（颗粒）浓度有关： 为c0时的沉降系数(20 C 的水), k为常数