離心就是利用離心機轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的強大的離心力,加快液體中顆粒的沉降速度,把樣品中不同沉降系數(shù)和浮力密度的物質(zhì)分離開。所以需要利用離心機產(chǎn)生強大的離心力,才能迫使這些微??朔U散產(chǎn)生沉降運動。
離心機工作原理
當(dāng)含有細小顆粒的懸浮液靜置不動時,由于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(tài)和密度有關(guān),并且又與重力場的強度及液體的粘度有關(guān)。象紅血球大小的顆粒,直徑為數(shù)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(zhì)在介質(zhì)中沉降時還伴隨有擴散現(xiàn)象。擴散是無條件的絕對的。擴散與物質(zhì)的質(zhì)量成反比,顆粒越小擴散越嚴(yán)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。對小于幾微米的微粒如病毒或蛋白質(zhì)等,它們在溶液中成膠體或半膠體狀態(tài),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(xiàn)象則越嚴(yán)重。所以需要利用離心機產(chǎn)生強大的離心力,才能迫使這些微??朔U散產(chǎn)生沉降運動。
選擇離心機是要注意哪些問題
1 防腐性能:離心機所分離的物料一般都具有一定的腐蝕性,與物料接觸部分的材質(zhì),必須能夠達到耐腐蝕的要求,以保證安全使用。
2 防爆性能:離心機所處理的物料中(或環(huán)境)如含有有機溶劑等易燃易爆的物質(zhì),則離心機應(yīng)具有防爆性能防爆性能視工藝的防爆要求(等級)確定。
機械系統(tǒng):防爆電機、防爆照明燈、防撞措施、防靜電傳動帶。
防爆附件:氮氣保護裝置、氮氣在線檢測、現(xiàn)場防爆控制按鈕。
因此,對于有防爆要求的場合,用戶在訂貨時應(yīng)說明所分離的介質(zhì)、防爆要求和等級,配置相應(yīng)的裝置和采取合適的措施來滿足防爆要求。
3 分離性能
分離性能是一個最基本的功能,包括分離的效果、洗滌效果、處理能力、自動化程度等。在訂貨之初,因為物料性質(zhì)的差異,包括物料的粘度、粒度、密度、料漿的固液比等等因素,很難精確的確定最終分離的效果,一般是用離心機的分離因數(shù)來衡量離心機的分離效果。
分離因數(shù)與轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)鼓直徑有關(guān),與轉(zhuǎn)鼓的角速度成平方關(guān)系。
Ft=ωr2/g
式中:Ft為分離因數(shù)ω為轉(zhuǎn)鼓角速度r/sr為轉(zhuǎn)鼓直徑mmg為重力加速度
這里所說的洗滌是指對濾餅的洗滌,對于有些物料,濾餅還需經(jīng)過洗滌液進行洗滌,有的甚至要經(jīng)幾次洗滌才能達到要求,這就需要配置洗滌管。洗滌效果、洗滌時間與洗滌管孔徑、布置位置、結(jié)構(gòu)形式有很大影響。
離心機的處理能力與物料的理化性質(zhì)和分離要求有關(guān),一般是以一小時的循環(huán)次數(shù)及單次運行的濾餅重量來估算。