在TPM咨詢的視角下,離心分離是利用慣性離心力和物質(zhì)的沉降系數(shù)或密度的不同而進(jìn)行的分離、濃縮操作。利用離心機(jī)高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力來實(shí)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(diǎn),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(jī)和過濾式離心機(jī)常見分類及應(yīng)用給與闡述。
一、沉降式離心機(jī)的分類及應(yīng)用
TPM咨詢關(guān)注到,沉降式離心機(jī)是利用固 - 液兩相的相對(duì)密度差,在離心機(jī)無孔轉(zhuǎn)鼓或離心管中進(jìn)行懸浮液的分離操作。沉降式離心機(jī)的樣式有:
①斜角式、平拋式(一般用于實(shí)驗(yàn)室小試)
②管式、蝶式、螺旋式、多室式(可用于中試和規(guī)模化生產(chǎn))
斜角式離心機(jī)是一類結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)室常用離心機(jī),具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、可裝載較多的樣品、可使用較高的轉(zhuǎn)速的優(yōu)點(diǎn)。
平拋式離心機(jī)是一類結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)室常用的低中速離心機(jī),轉(zhuǎn)速一般在3000-6000rpm。
管式離心機(jī)具有一個(gè)細(xì)長(zhǎng)而高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓。管式離心機(jī)特點(diǎn):可提供較大離心力,轉(zhuǎn)速高,分離因數(shù)高達(dá)15000-65000;適用于于分離乳濁液及含細(xì)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(jī)是在管式離心機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,在轉(zhuǎn)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(yīng)用最為廣泛的一種離心機(jī) ,常有兩相碟離和三相碟離。
螺旋式離心機(jī)是一種可連續(xù)操作的沉降設(shè)備,有立式和臥式兩種,臥螺機(jī)是一種全速旋轉(zhuǎn),連續(xù)進(jìn)料、分離和卸料的離心機(jī),最大離心力可達(dá)6000,操作溫度達(dá)300℃,它依靠離心力和螺旋的推進(jìn)作用自動(dòng)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(xì)菌等微生物懸浮液的分離。
多室式離心機(jī),是轉(zhuǎn)鼓內(nèi)有若干同心圓筒組成的環(huán)狀分離室,加長(zhǎng)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(shí)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(xì)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(jī)的分類及應(yīng)用
TPM咨詢指出,過濾式離心機(jī)是利用離心力并通過過濾介質(zhì),在有孔轉(zhuǎn)鼓離心機(jī)中分離懸浮液的操作,以離心力為推動(dòng)力,兼有離心和過濾的雙重作用。典型設(shè)備就是過濾式離心機(jī)。離心機(jī)操作經(jīng)過三個(gè)階段:
①濾餅形成:懸浮液進(jìn)入離心機(jī),在離心力的作用下濾液通過過濾面排出,過濾介質(zhì)內(nèi)側(cè)形成濾餅。②濾餅壓縮:濾餅中的固體物質(zhì)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(jìn)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(zhuǎn)鼓處的壓力越大,所以越靠近轉(zhuǎn)鼓壁的濾餅越干。
三、離心機(jī)如何選型
1、沉降式離心機(jī)要求
①固液密度差大于3%。
②在沉降式離心機(jī)中,管氏離心機(jī)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(yīng)用最廣泛的碟式離心機(jī);固含量較大(10%-30%)的物料可以用螺旋式離心機(jī)。而多室式離心機(jī)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(jī)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(shí)驗(yàn)。
TPM咨詢認(rèn)為,以上就是常見沉降式離心機(jī)和過濾離心機(jī)的分類及應(yīng)用,目前固液分離技術(shù)應(yīng)用日益廣泛,不僅能夠促進(jìn)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(yùn)行成本。希望以上知識(shí)內(nèi)容能夠給與幫助。