在TPM咨詢的視角下,離心分離是利用慣性離心力和物質的沉降系數(shù)或密度的不同而進行的分離、濃縮操作。利用離心機高速旋轉產(chǎn)生的離心力來實現(xiàn)分離,具有分離速度快、分離效率高,液相澄清度好等優(yōu)點,按工作原理的不同,離心可分為沉降式離心和過濾式離心。下面把沉降式離心機和過濾式離心機常見分類及應用給與闡述。
一、沉降式離心機的分類及應用
TPM咨詢關注到,沉降式離心機是利用固 - 液兩相的相對密度差,在離心機無孔轉鼓或離心管中進行懸浮液的分離操作。沉降式離心機的樣式有:
①斜角式、平拋式(一般用于實驗室小試)
②管式、蝶式、螺旋式、多室式(可用于中試和規(guī)?;a(chǎn))
斜角式離心機是一類結構最簡單的實驗室常用離心機,具有結構穩(wěn)定、可裝載較多的樣品、可使用較高的轉速的優(yōu)點。
平拋式離心機是一類結構簡單的實驗室常用的低中速離心機,轉速一般在3000-6000rpm。
管式離心機具有一個細長而高速旋轉的轉鼓。管式離心機特點:可提供較大離心力,轉速高,分離因數(shù)高達15000-65000;適用于于分離乳濁液及含細顆粒的稀懸浮液,適用于固含量低于1%,顆粒度小于5μm,黏度大的懸浮液澄清或固液兩相密度差較小的分離。
蝶式離心機是在管式離心機的基礎上發(fā)展起來的,在轉鼓中加入了許多重疊的碟片,縮短了顆粒的沉降距離,提高了分離效率。 是生物工業(yè)中應用最為廣泛的一種離心機 ,常有兩相碟離和三相碟離。
螺旋式離心機是一種可連續(xù)操作的沉降設備,有立式和臥式兩種,臥螺機是一種全速旋轉,連續(xù)進料、分離和卸料的離心機,最大離心力可達6000,操作溫度達300℃,它依靠離心力和螺旋的推進作用自動連續(xù)排渣,因而適用于含固較多的液體分離,但分離因數(shù)低,不適合于酵母、細菌等微生物懸浮液的分離。
多室式離心機,是轉鼓內(nèi)有若干同心圓筒組成的環(huán)狀分離室,加長了被分離液體的流程,使液層減薄,增加了沉降面積,減少了沉降距離。同時還有粒度篩分的作用,懸浮液中的粗顆粒沉降到靠近內(nèi)部的分離室壁上,細顆粒則沉降到靠近外部的室壁上,澄清的分離液經(jīng)溢流排出。常用于抗菌素液-液萃取分離,果汁和酒類飲料的澄清等。
二、過濾式離心機的分類及應用
TPM咨詢指出,過濾式離心機是利用離心力并通過過濾介質,在有孔轉鼓離心機中分離懸浮液的操作,以離心力為推動力,兼有離心和過濾的雙重作用。典型設備就是過濾式離心機。離心機操作經(jīng)過三個階段:
①濾餅形成:懸浮液進入離心機,在離心力的作用下濾液通過過濾面排出,過濾介質內(nèi)側形成濾餅。②濾餅壓縮:濾餅中的固體物質在離心力的作用下逐漸排列緊密,空隙減小,空隙間的液體逐漸排出,濾餅體積減小。③濾餅壓干:空隙液體進一步排出,液體受到離心力和固體顆粒的壓力,由于越靠近轉鼓處的壓力越大,所以越靠近轉鼓壁的濾餅越干。
三、離心機如何選型
1、沉降式離心機要求
①固液密度差大于3%。
②在沉降式離心機中,管氏離心機適用于低固含量物料到貨(固含量<1%);固含量適中(1%-10%)的物料可以使用應用最廣泛的碟式離心機;固含量較大(10%-30%)的物料可以用螺旋式離心機。而多室式離心機專門用于澄清含少量固體顆粒的懸浮液,比如固相濃度小于1%的果汁、酒類飲料和清漆等的澄清。
2、過濾式離心機要求
不能處理粘度過大的物料。適用于物料粘度小、固相顆粒不易變形、固相顆粒較大且規(guī)模不太大的工況和實驗。
TPM咨詢認為,以上就是常見沉降式離心機和過濾離心機的分類及應用,目前固液分離技術應用日益廣泛,不僅能夠促進資源的回收和再利用,降低環(huán)境污染,提高資源利用效率,而且可以幫助企業(yè)降低運行成本。希望以上知識內(nèi)容能夠給與幫助。