在TPM咨询的视角下,离心分离是利用惯性离心力和物质的沉降系数或密度的不同而进行的分离、浓缩操作。利用离心机高速旋转产生的离心力来实现分离,具有分离速度快、分离效率高,液相澄清度好等优点,按工作原理的不同,离心可分为沉降式离心和过滤式离心。下面把沉降式离心机和过滤式离心机常见分类及应用给与阐述。
一、沉降式离心机的分类及应用
TPM咨询关注到,沉降式离心机是利用固 - 液两相的相对密度差,在离心机无孔转鼓或离心管中进行悬浮液的分离操作。沉降式离心机的样式有:
①斜角式、平抛式(一般用于实验室小试)
②管式、蝶式、螺旋式、多室式(可用于中试和规模化生产)
斜角式离心机是一类结构最简单的实验室常用离心机,具有结构稳定、可装载较多的样品、可使用较高的转速的优点。
平抛式离心机是一类结构简单的实验室常用的低中速离心机,转速一般在3000-6000rpm。
管式离心机具有一个细长而高速旋转的转鼓。管式离心机特点:可提供较大离心力,转速高,分离因数高达15000-65000;适用于于分离乳浊液及含细颗粒的稀悬浮液,适用于固含量低于1%,颗粒度小于5μm,黏度大的悬浮液澄清或固液两相密度差较小的分离。
蝶式离心机是在管式离心机的基础上发展起来的,在转鼓中加入了许多重叠的碟片,缩短了颗粒的沉降距离,提高了分离效率。 是生物工业中应用最为广泛的一种离心机 ,常有两相碟离和三相碟离。
螺旋式离心机是一种可连续操作的沉降设备,有立式和卧式两种,卧螺机是一种全速旋转,连续进料、分离和卸料的离心机,最大离心力可达6000,操作温度达300℃,它依靠离心力和螺旋的推进作用自动连续排渣,因而适用于含固较多的液体分离,但分离因数低,不适合于酵母、细菌等微生物悬浮液的分离。
多室式离心机,是转鼓内有若干同心圆筒组成的环状分离室,加长了被分离液体的流程,使液层减薄,增加了沉降面积,减少了沉降距离。同时还有粒度筛分的作用,悬浮液中的粗颗粒沉降到靠近内部的分离室壁上,细颗粒则沉降到靠近外部的室壁上,澄清的分离液经溢流排出。常用于抗菌素液-液萃取分离,果汁和酒类饮料的澄清等。
二、过滤式离心机的分类及应用
TPM咨询指出,过滤式离心机是利用离心力并通过过滤介质,在有孔转鼓离心机中分离悬浮液的操作,以离心力为推动力,兼有离心和过滤的双重作用。典型设备就是过滤式离心机。离心机操作经过三个阶段:
①滤饼形成:悬浮液进入离心机,在离心力的作用下滤液通过过滤面排出,过滤介质内侧形成滤饼。②滤饼压缩:滤饼中的固体物质在离心力的作用下逐渐排列紧密,空隙减小,空隙间的液体逐渐排出,滤饼体积减小。③滤饼压干:空隙液体进一步排出,液体受到离心力和固体颗粒的压力,由于越靠近转鼓处的压力越大,所以越靠近转鼓壁的滤饼越干。
三、离心机如何选型
1、沉降式离心机要求
①固液密度差大于3%。
②在沉降式离心机中,管氏离心机适用于低固含量物料到货(固含量<1%);固含量适中(1%-10%)的物料可以使用应用最广泛的碟式离心机;固含量较大(10%-30%)的物料可以用螺旋式离心机。而多室式离心机专门用于澄清含少量固体颗粒的悬浮液,比如固相浓度小于1%的果汁、酒类饮料和清漆等的澄清。
2、过滤式离心机要求
不能处理粘度过大的物料。适用于物料粘度小、固相颗粒不易变形、固相颗粒较大且规模不太大的工况和实验。
TPM咨询认为,以上就是常见沉降式离心机和过滤离心机的分类及应用,目前固液分离技术应用日益广泛,不仅能够促进资源的回收和再利用,降低环境污染,提高资源利用效率,而且可以帮助企业降低运行成本。希望以上知识内容能够给与帮助。