(2) 离心分离原理
3生物分离工程技术第三章固-液分离技术-第二讲离心技术-文档资料
5、物质的沉降系数
• 假定液体浓度稀薄其黏度为O，颗粒物质为正圆 形，则混溶于液体的颗粒性物质在引力场作用下 的沉降过程仅受重力和液体浮力双重影响。离心 时作用于沉降颗粒的离心力是：
f1颗粒 颗 体 粒 积 液 体 相相 对 对 离 1 6d3密 心 度 力 2
• 根据Stokes定律，离心时沉降颗粒遇到的阻力是：
②相对离心力“ RCF ”
相对离心力是指在离 心场中，作用于颗粒的离 心力相当于地球重力的倍 数，单位是重力加速度“g” （ 980cm/sec2） ,“RCF” 相对离心力可用下式计算：
RCF＝ω2r ω＝2πrpm
980
60
RCF = 1.119×10－5×(rpm)2 r
( rpm — revolutions per minute生每物分分钟离转(数工，程r)/技mi术n )
• 离心分离过程就是以离心力加速不同物质 沉降分离的过程。被分离物质之间必须存 在或经人为处理产生的密度或沉降速率差 异才能以离心方法进行分离。
生物分离(工程)技术
2、离心机的选择
• 常速离心机：最大转速在8000r／min以内，相对离心
力(RCF)在l×l04×g以下。主要用于细胞、细胞碎片和培养基 残渣等固形物的分离，也用于酶的结晶等较大颗粒的分离。
缺点：
①离心时间较长；②需要制备惰性梯度介质溶液； ③操作严格，不易掌握。
生物分离(工程)技术
(1)差速区带离心法的特点
• 离心管先装好密度梯度介质溶液， 样品液加在梯度介质的液面上， 离心时，由于离心力的作用，颗 粒按不同沉降速度向管底沉降， 离心一定时间后，沉降的颗粒逐 渐分开，最后形成一系列界面清 楚的不连续区带，沉降系数越大， 往下沉降越快。
高速离心原理
高速离心原理
高速离心原理是一种通过加速旋转物体来产生离心力的原理。
离心力是一种惯性力，它使旋转物体所受到的力沿径向向外。
当物体旋转达到高速时，离心力足够大，可以使物体中的其他物质分离出去。
这种分离过程被称为离心分离。
在高速离心机中，旋转物体通常是一个圆盘或者一个筒形容器。
当物体旋转时，内部物质会受到离心力的作用，以及可能存在的其他力（例如摩擦力）的影响，从而向外移动。
离心分离过程可以根据物质的密度和大小来分离不同的成分。
离心分离在科学研究、医药、工业生产等领域有着广泛的应用。
例如，在生物化学实验中，离心分离可以用于分离细胞、
DNA和蛋白质等物质。
在制药过程中，离心分离可以用于分
离和纯化药物的成分。
在石油工业中，离心分离可以用于分离油和水等不同密度的液体。
总的来说，高速离心原理通过加速旋转物体产生离心力，从而实现物质的分离和纯化。
它在各个领域都有着重要的应用价值，为科学研究和工业生产提供了高效、快速、可靠的分离方法。
简要说明细胞组分的分级分离原理及其意义
简要说明细胞组分的分级分离原理及其意义细胞是构成生命体的基本单位，由多种不同的细胞组分组成，包括细胞膜、细胞核、线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体等等。
有时需要对这些组分进行分级分离，以便对它们进行更加准确的研究。
本文将简要介绍细胞组分的分级分离原理及其意义。
一、细胞组分的分级分离原理1.离心分离离心分离是指通过离心机对样品进行高速离心，从而分离出不同密度的细胞组分。
在离心分离过程中，样品中的组分会随着转速增加而沉淀到不同的位置。
例如，通过离心可以将细胞核和线粒体分离出来。
2.凝胶电泳分离凝胶电泳是指将样品注入到聚丙烯酰胺凝胶中，然后通过电泳将不同大小的分子分离出来。
较大的分子会被凝胶阻滞，不能通过凝胶移动，而较小的分子则会迅速通过凝胶。
这种方法可以将蛋白质、DNA和RNA等分离出来。
3.峰值分离峰值分离是指将样品通过柱层析分离出来。
柱层析是一种利用不同分子的大小、形状、电荷和亲和性的差异分离化合物的方法。
例如，通过柱层析可以将核糖体不同组分分离出来。
二、细胞组分的分级分离意义1.提高细胞学研究的精度通过分级分离细胞组分，可以更加准确地研究细胞生物学。
例如，分离出核糖体的不同组分可以研究它们在蛋白质合成过程中的作用，从而更好地了解细胞代谢的机制。
2.提高疾病诊断的准确性某些疾病的诊断需要分离出细胞组分，例如，癌症诊断需要分离出癌细胞。
分级分离细胞组分可以提高疾病诊断的准确性，从而更好地治疗和预防疾病。
3.推动药物研发许多药物是从天然产物中提取出来的，例如植物中的药物。
通过分离出植物中不同的化合物，可以研究它们的结构和功能，从而更好地开发出新的药物。
总之，分级分离细胞组分可以提高细胞学研究的精度，提高疾病诊断的准确性，推动药物研发。
这种方法对相关领域的研究和发展非常重要。
离心分离器原理
离心分离器原理
离心分离器是一种常用的物理分离方法，它利用物质不同的密度差异，在离心力作用下，将混合物中的不同组分分离开来。
离心分离器的工作原理基于离心力的作用。
当混合物置于离心分离器内旋转时，离心力会产生，使固体颗粒或液体微滴沉降或分离，从而形成不同的层次。
离心分离器通常由一个圆柱形容器和一台电动机组成。
混合物被加入到容器中，并且容器在高速旋转时，离心力作用于混合物中的不同组分。
离心力的大小取决于离心机的转速和容器的半径。
离心分离器中的混合物会被离心力分为不同的层次。
例如，固体颗粒由于密度较大，会沉降到容器底部形成固体沉淀，而液体则集中在顶部形成液体上清。
于是，我们可以通过控制离心机的转速和分离时间，逐渐将混合物中的不同组分分离出来。
离心分离器广泛应用于生物医药、化学、食品和环境等领域。
例如，在生物医药领域，离心分离器可以用于分离血液样本中的红细胞、血浆和血小板，以便进一步的分析和研究。
在化学领域，离心分离器常用于分离和纯化化学反应中的产物。
在食品工业中，离心分离器可用于将乳品中的脂肪分离出来，以制备低脂产品。
在环境领域中，离心分离器可以用于处理废水中的悬浮物和污泥。
总的来说，离心分离器利用离心力将混合物中的不同组分分离开来。
这是一种常用的分离方法，具有广泛的应用领域。
废机油回收利用 实验 原理
废机油回收利用实验原理废机油回收利用实验原理废机油是指使用后的机械设备润滑油，包含了大量的有害物质，如重金属、有机物和杂质等。
废机油的处理和回收利用是一项重要的环保工作，可以减少对环境的污染，并且废机油中的有用成分可以被有效地提取和利用。
废机油回收利用实验的原理主要包括以下几个方面：1. 离心分离原理：废机油中含有大量的悬浮颗粒和杂质，通过离心分离可以将废机油中的固体颗粒和液体分离开来。
实验中可以使用离心机将废机油放入离心机中，通过高速旋转的离心力使固体颗粒沉淀在离心管底部，而纯净的机油则上浮到离心管的上部，从而实现固液分离。
2. 蒸馏分离原理：废机油中的有机物质可以通过蒸馏分离的方法进行提取和回收利用。
实验中可以将废机油加热至一定温度，通过不同挥发性的有机物质在不同温度下的蒸发和冷凝，将有机物质分离出来。
这样可以得到不同纯度的有机物质，进一步利用。
3. 精细过滤原理：废机油中的微小颗粒和杂质可以通过精细过滤的方法进行去除。
实验中可以使用不同孔径的滤纸或滤网进行过滤，将废机油中的微小颗粒和杂质截留在滤纸或滤网上，从而得到较为纯净的机油。
4. 化学处理原理：废机油中的有机物质可以通过化学处理的方法进行分解和提取。
实验中可以使用化学试剂与废机油反应，将有机物质转化为其他化合物，从而实现有机物质的分离和回收利用。
综上所述，废机油回收利用实验的原理主要包括离心分离、蒸馏分离、精细过滤和化学处理等方法。
通过这些方法可以有效地将废机油中的有害物质去除，并提取和回收有用的成分，实现对废机油的有效利用，减少对环境的污染。
废机油回收利用实验的原理为环保工作提供了重要的技术支持，并为废机油处理提供了科学的依据。
离心机分离固液相的原理
离心机分离固液相的原理离心机分离固液相原理及应用一、离心机简介离心机是利用离心原理进行固液相分离的设备。
它起源于19世纪的生物和医学实验室，最初主要用于分离细胞和细菌。
随着科技的发展，离心机逐渐广泛应用于现代工业、制药、食品、环保等领域。
二、离心机分离固液相原理离心机通过高速旋转，使离心加速度大于重力加速度，从而使沉降速度大于沉降平衡速度，实现固液相的分离。
在离心力的作用下，密度较大的固体颗粒会向离心机的壁面靠拢，逐渐形成一环状滤饼，而密度较小的液体则会聚集在离心机的中心位置。
通过不同的转速和时间控制，离心机可以达到不同的分离效果。
三、主要类型与结构特点1. 沉降式离心机：主要用于分离密度差异较大的固液混合物。
其结构简单，主要由转鼓、差速器、机架和电机等部分组成。
转鼓内壁通常装有刮刀或滤网，以防止固体颗粒附着在转鼓内壁。
2. 过滤式离心机：主要用于分离含有少量固体颗粒的液体。
其结构相对复杂，主要包含转鼓、螺旋输送器、差速器、电机和机架等部分。
转鼓内壁通常装有过滤介质，如金属网、滤布等，以阻止固体颗粒进入转鼓内的液体通道。
螺旋输送器的作用是将固体颗粒从离心机内输送至外部。
四、操作流程与注意事项1. 操作流程：a. 检查设备是否正常，确保电源连接稳定；b. 打开离心机盖子，将待分离的固液混合物倒入离心机内；c. 关闭盖子，调整转速和时间；d. 启动电机，开始离心分离；e. 离心结束后，打开盖子，取出固液分离后的物料；f. 清洗离心机内部及滤网等部件，保持设备清洁干燥。
2. 注意事项：a. 在操作过程中，应确保电源连接安全可靠，避免发生触电事故；b. 在倒入待分离物料时，应避免将杂质或异物混入离心机内，以免损坏设备或影响分离效果；c. 在调整转速和时间时，应根据实际情况进行合理设置，避免因转速过高或时间过长导致设备损坏或分离效果不佳；d. 在清洗离心机时，应使用适当的清洗剂，避免对设备造成腐蚀或损伤；e. 对于长期不使用的离心机，应做好防尘防潮措施，并定期进行检查和维护。
第五章_离心分离
5.5 螺旋卸料沉降离心机
沉降计算：
5.6 管式离心机
操作： 操作： 应用： 、 液分离 连续式)，B、低固体含量 液分离(连续式 应用：A、液-液分离 连续式 、 (<1%)的固 液分离(间歇式 的固-液分离 间歇式)。 的固 液分离 间歇式 主要技术指标： 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 适应的颗粒直径 0.01-100µm，固液密度差大于 µ ， 固液密度差大于0.01g/cm3 ，固 体含量小于1% 体含量小于 优点： 优点：A、结构简单，价廉，B、分离效果好， 、分离效果好， 分离因子高8000—15000g 分离因子高 缺点： 缺点 ：A、处理能力有限; B、低固体含量的悬 浮液(<1%)
5.2 离心分离原理
离心力： 离心力： Stock’s Force(粘滞吃力 ： 粘滞吃力)： 粘滞吃力 离心沉降速度： 离心沉降速度：
分离因子定义Fr： 分离因子定义 ：离心力/重力加速度(g)的比值
Hale Waihona Puke 意义：衡量离心设备的离心程度的重要技术参数，用于离心 衡量离心设备的离心程度的重要技术参数， 衡量离心设备的离心程度的重要技术参数 机的分类
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
1、何谓沉降 、
思考题
2、沉降与离心的异同 、 3、沉降与离心的速度方程 、 4、如何选择离心设备 、 5、常用的离心沉降设备有哪些 、 6、常用的离心过滤设备有哪些 、
离心分离法物理原理
离心分离法物理原理离心分离法是一种利用离心力作用实现物质分离的物理方法。
本文将介绍离心力作用、离心加速度、物质分离和沉淀与上浮等方面的物理原理。
1.离心力作用离心力是物体在旋转参考系中受到的一种惯性力，其作用方向沿着旋转半径指向旋转中心。
在离心过程中，物质受到的离心力作用使其向旋转半径增大的方向移动。
2.离心加速度离心加速度是描述物体受到离心力作用的强度，其计算公式为：a=r×w²，其中r为物体到旋转中心的距离，w为旋转角速度。
离心加速度与旋转半径和旋转速度的平方成正比，因此在相同旋转速度下，较大半径处的物质将受到更大的离心加速度。
3.物质分离离心分离法常用于密度梯度分离和亲和层析等。
密度梯度分离是利用物质密度的差异来实现分离，将样品溶液放入离心管中，加入密度梯度介质，然后进行离心分离。
密度较轻的物质将浮在梯度介质上方，而密度较重的物质将沉在梯度介质下方。
亲和层析是利用物质之间的亲和力来实现分离，将目标物质与特定配体结合在离心管中，然后进行离心分离，目标物质将与配体结合在一起，从而实现分离。
4.沉淀和上浮沉淀和上浮是离心分离法中常用的方法。
沉淀是指密度较大的物质在离心力作用下沉降至离心管底部的过程。
上浮是指密度较小的物质在离心力作用下向上浮动的过程。
在离心过程中，这些作用力会影响物质的分布，从而实现物质的分离。
5.总结：离心分离法是一种利用离心力作用实现物质分离的物理方法。
离心力作用方向沿着旋转半径指向旋转中心，离心加速度与旋转半径和旋转速度的平方成正比。
物质分离可以通过密度梯度分离和亲和层析等方法实现，而沉淀和上浮是常用的方法。
了解这些物理原理有助于更好地应用离心分离法进行物质分离和纯化。
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1
3 2
高
大 快 低 高 高 长 少 好
低
小 慢 高 低 低 短 多 差
离心力过高容易使被分离出来的固渣积压在转鼓内变硬, 不容易排出转鼓外. 因此离心力不能过高!
分离机的合适使用范围
因应物料的不同性质, 选用不同数型的分离机
物料中含固渣量 % % Volume solid 非自清式转鼓分离机 Separat or w it h clarif ier bow l
Separat or w it h self 自清式转鼓分离机 * -cleaning bow l 0 10 20 30 40 50 60 70 80
(约2-9 %)
带喷咀转鼓分离机 Separat or w it h nozzle bow l
Decant er
卧式分离机(卧螺)
Decanter
固体大小 particle size
离心分离 的 工作原理
离心力与自由落体重力的比较
自由落体重力： = 1 xg g : 9.8米/秒
离心力： =Cx g C = Rx n2 / 900 R :转鼓直径(米） n :转鼓速度(转/分）
问题：分离机转鼓直径=400mm,转速=4500 rpm; 离心力有多少?
9000 g
“沉淀分离”与“离心分离”
• 沉淀分离是通过地心重力, 把放置在 容器中的液体内的固体(不溶于液体)慢 慢分离出来沉淀在容器底部. 同时也可 以把不同比重的两种液体分隔开. (分离能力 = 1 g ) • 离心分离是通过高速旋转的离心力在 短时间内把液体中的固体(不溶于液体) 分离出来. 同时也可以把不同比重的两 种液体分离开. (分离能力 > 5000 g) …视乎转鼓的大小和转
µm ( 0.001 mm)
0.1
1
10
1001000来自10000100000
非自清式转鼓分离机 Separator w ith clarifier bow l 自清式转鼓分离机 * Separator w ith self-cleaning bow l 带喷咀转鼓分离机 Separator w ith nozzle bow l 卧式分离机(卧螺) Decanter
分离机的分离效果
条件因子
转鼓直径 离心力( G Force) * 分离液体的黏度 液体内固体的比重(重量和大小) 分离温度(可改变液体的黏度) 物料停留在转鼓内的时间 处理量(进入分离机的流量) 转鼓内盘片的清洁度和光洁度 转鼓转速
效果
注释
受材质的影响, 转鼓直径的大小和 转速受限制. 黏度高使固体较难在液体内分离 固体的重量和大小受分离机设计的 限制不能过大和过重 受产品口味要求的限制 通过增加出口背压压力, 但压力过 高, 转鼓会出现溢流泄漏(max. 6 bar) 处理量少, 相应使物料停留在转鼓 内的时间长 通过设定合适的分离排渣时量和排 渣量来保持盘片不积渣.
速的高低
固渣在分离机内的分离情况
Vfl
wf
影片展示
Wf :固渣重量 Vfl :流体流速
转鼓内两片盘片之间的分离情况: 越重的固渣越快被离心力摔出来. 越轻的固渣越靠近转鼓中心才能被分离出来并顺着盘片内表面滑出盘片外. 流速(流量)越快, 越需要靠近转鼓中心才能被分离出来. 固渣堆存在转鼓内存渣空间, 通过排渣排出转鼓鼓外.
(约0.5 – 800 um)
喷咀式分离机
物料由1 输入转鼓
固体通过喷咀7连续排 出转鼓外. 可通过改变喷 咀的大小控制出固体的浓 度.
上清液由向心泵4 带压 下由5 排出.
卧式分离机(卧螺)
物料由1 输入转鼓
固体通过螺干连续推动出转鼓外2
上清液由3 流出转鼓外(可由泵带压排出或重力自由流出)
通过改变螺干的差速和调节环的大小控制固体的干度和液体的澄清度