当含有细小颗粒的悬浮液静置不动时,由于重力场的作用使得悬浮的颗粒逐渐下沉。粒子越重,下沉越快,反之密度比液体小的粒子就会上浮。微粒在重力场下移动的速度与微粒的大小、形态和密度有关,并且又与重力场的强度及液体的粘度有关。象红血球大小的颗粒,直径为数微米,就可以在通常重力作用下观察到它们的沉降过程。
此外,物质在介质中沉降时还伴随有扩散现象。扩散是无条件的**的。扩散与物质的质量成反比,颗粒越小扩散越严重。而沉降是相对的,有条件的,要受到外力才能运动。沉降与物体重量成正比,颗粒越大沉降越快。对小于几微米的微粒如病毒或蛋白质等,它们在溶液中成胶体或半胶体状态,仅仅利用重力是不可能观察到沉降过程的。因为颗粒越小沉降越慢,而扩散现象则越严重。所以需要利用离心机产生强大的离心力,才能迫使这些微粒克服扩散产生沉降运动。
离心就是利用离心机转子高速旋转产生的强大的离心力,加快液体中颗粒的沉降速度,把样品中不同沉降系数和浮力密度的物质分离开。
如何选择适合的离心机
用户按使用场合、物料性质等因素选择合适的离心机,以达到预期的目的。选型时有以下三个必须重视的问题:
1 、防腐性能
离心机所分离的物料一般都具有一定的腐蚀性,与物料接触部分的材质,必须能够达到耐腐蚀的要求,以保证安全使用。
结构件材料种类(304、321、316L、钛板)、密封圈、密封垫材质,表面处理措施(衬塑、衬胶、表面涂),以及滤布的材质等等均应在选型时确定。可在选型时将物料的性质(化学性质、分离时的温度等)告知制造商,以便制造厂能够根据所分离介质的特性提出离心机材质选用的建议,并在订单中注明,以确保离心机的防腐要求。
2、 防爆性能
离心机所处理的物料中(或环境)如含有**溶剂等易燃易爆的物质,则离心机应具有防爆性能防爆性能视工艺的防爆要求(等级)确定。以前涉及到的防爆场合,只是提出配置防爆电机,近两年,对于所处理的物料中含有溶媒等**溶剂的场合,大多都提出氮气保护的要求。实际上,离心机要实现真正意义上的防爆,在机械、电控、附件配置等方面要采取多方面的措施,如:
电控系统:防爆隔离栅、非接触式能耗制动系统、静电接地、防爆自动控制。
机械系统:防爆电机、防爆照明灯、防撞措施、防静电传动带。
防爆附件:氮气保护装置、氮气在线检测、现场防爆控制按钮。
因此,对于有防爆要求的场合,用户在订货时应说明所分离的介质、防爆要求和等级,配置相应的装置和采取合适的措施来满足防爆要求。
3、 分离性能
分离性能是一个较基本的功能,包括分离的效果、洗涤效果、处理能力、自动化程度等。在订货之初,因为物料性质的差异,包括物料的粘度、粒度、密度、料浆的固液比等等因素,很难精确的确定较终分离的效果,一般是用离心机的分离因数来衡量离心机的分离效果。
分离因数与转鼓的转速和转鼓直径有关,与转鼓的角速度成平方关系。
Ft=ωr2/g 式中:Ft为分离因数为转鼓角速度r/sr为转鼓直径mmg为重力加速度
这里所说的洗涤是指对滤饼的洗涤,对于有些物料,滤饼还需经过洗涤液进行洗涤,有的甚至要经几次洗涤才能达到要求,这就需要配置洗涤管。洗涤效果、洗涤时间与洗涤管孔径、布置位置、结构形式有很大影响。
离心机的处理能力与物料的理化性质和分离要求有关,一般是以一小时的循环次数及单次运行的滤饼重量来估算。