离心分离机的工作原理
离心分离机有一个绕自身轴线高速旋转的圆筒,称为转鼓,通常由电机驱动。将悬浮液(或乳液)加入滚筒后,迅速带动其与滚筒同速旋转,利用离心力将组分分离,分别排出。一般来说,转鼓转速越高,分离效果越好。
离心分离机的工作原理包括离心过滤和离心沉淀;
①离心过滤:悬浮液在离心力场下产生的离心压力作用在过滤介质(滤网或滤布)上,使液体通过过滤介质成为滤液;而固体颗粒被截留在过滤介质表面形成滤渣,从而实现液固分离。滤筒的圆周壁上有孔,内壁衬有过滤介质。
②离心沉降:液-固(或液-液)分离是利用悬浮液(或乳液)中不同密度的组分在离心场中快速沉降分层的原理实现的。沉降鼓的圆周壁没有孔。图3显示了四个典型的沉降罐。悬浮液(或乳液)加入转鼓后,固体颗粒(或密度高的液体)沉降到转鼓壁上,形成沉淀物(或重分离液)。密度较低的液体向转鼓中心聚集,流向溢流口,排出成为分离液(或轻分离液)。转鼓是间歇排渣,适用于粒径小、固体颗粒浓度低的悬浮液或乳液的分离;图3b中的滚筒使用螺旋连续排渣来分离具有高固体颗粒浓度的悬浮液。在具有多层锥形圆盘的转鼓中,液体被圆盘分成几个薄层,缩短了沉降和分离的距离,加速了分离,提高了分离效果。
另一种用于实验分析的分离器可用于液体澄清、固体颗粒富集或液液分离,分离粒径可达0.1 ~ 0.5微米。常用的试管分离器(图4)以3000 ~ 20000转/分的转速旋转,将装有等量料液的玻璃试管对称插入摆架或角转子的凹槽内,料液在离心力的作用下在试管内沉降分层。用于超高速分析的分离器采用小直径沉降鼓。这种分离器有不同的结构类型,可在常压、真空和冷冻条件下工作。