應(yīng)用領(lǐng)域

離心機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域主要有脫水、澄清、濃縮、分級(jí)、分離等。根據(jù)不同的要求，可選擇不同的離心機(jī)型。脫水和澄清其本質(zhì)就是懸浮液的固-液分離；脫水是除去固相中的液相，澄清是除去液相中的固相。濃縮是使懸浮液中的固相濃度提高，分級(jí)是是懸浮液中不同粒徑的顆粒，以某一臨界粒徑dkp為基準(zhǔn)，分成大于dkp和小于dkp的兩組顆粒群。分離一般是指兩種互不相溶的液相分離，如果液液兩相是連續(xù)相，則兩相分離僅與它們的密度有關(guān)；如果一相為連續(xù)相，另一相為分散相，則構(gòu)成了乳濁液的分離，乳濁液的兩相分離不僅與密度差有關(guān)，還與分散相液滴大小、表面張力等因素有關(guān)，分離難度大。

離心分離是物理過(guò)程，分離的難易取決于物料的物料性質(zhì)和離心機(jī)的分離性質(zhì)。

過(guò)濾離心機(jī)的分離性能與顆粒的粒徑發(fā)布、顆粒形狀、顆粒群的比表面積、液相黏度、表面張力、固液相間的親和程度、顆粒的壓縮性能以及離心機(jī)的過(guò)濾介質(zhì)的特性和機(jī)器結(jié)構(gòu)、分離因數(shù)等有關(guān)。利用沉降原理分離的離心機(jī)的分離性能則與固相顆粒的粒徑發(fā)布、固液兩相密度差、溶液黏度、表面張力以及離心機(jī)的結(jié)構(gòu)與分離因數(shù)密切相關(guān)。所以在選擇離心機(jī)時(shí)，必須知道物料性質(zhì)、分離要求以及各種離心機(jī)的性能特點(diǎn)。

離心脫水

離心脫水可用過(guò)濾離心機(jī)和沉降離心機(jī)兩大類型。

過(guò)濾離心機(jī)是利用過(guò)濾介質(zhì)——濾網(wǎng)、篩網(wǎng)等，在離心力的作用下，使固相顆粒截留在濾網(wǎng)上，液體透過(guò)濾網(wǎng)排出而達(dá)到固液分離。該種機(jī)器能耗低、濾餅可洗滌、固體顆粒脫水率高，適用于固-液密度差接近，顆粒粒徑為微米級(jí)或以上的物料顆粒，允許進(jìn)料液含固率在30%~60%。

如果脫水過(guò)程中物料顆粒如晶體允許破碎，則可選用刮刀卸料型離心機(jī)。如果物料顆粒如晶體不允許破碎，則可選用活塞卸料、人工推料以及離心力卸料型離心機(jī)。脫水性能除與物料本身的吸水性有關(guān)，還與離心機(jī)的分離因數(shù)、分離時(shí)間、濾網(wǎng)孔徑、孔隙率以及物料的黏度、表面張力、濾餅層的疏水性等有關(guān)。

對(duì)于固相濃度較低、黏度較大、粒徑孔徑較細(xì)的顆?；驘o(wú)定形的菌絲體，一般不宜采用過(guò)濾離心機(jī)。因?yàn)轭w粒太細(xì)容易從濾網(wǎng)中漏掉導(dǎo)致跑料，濾網(wǎng)太細(xì)則會(huì)導(dǎo)致疏水性差，機(jī)器處理能力和顆粒脫水性能下降。無(wú)定形菌絲體和含油顆粒容易堵塞濾網(wǎng)，對(duì)于這些物料，建議采用沒有濾網(wǎng)的沉降離心機(jī)較為合適。

沉降離心機(jī)是利用固液兩相密度差，在離心力場(chǎng)中，固相密度大沉降在離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上，通過(guò)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)螺旋輸送器把沉渣排出機(jī)外，液相密度小，趨于轉(zhuǎn)鼓中心并從機(jī)器溢流口流出，達(dá)到液固分離的脫水目的。這種機(jī)型的分離因數(shù)較高且沒有濾網(wǎng)，固液分離是利用兩相密度差，對(duì)無(wú)定形菌絲體、含油污泥以及黏度較高的細(xì)小顆粒特別適用。

該機(jī)型對(duì)進(jìn)料含固量要求不高，不同物料的含固率可在1%~40%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）之間。顆粒粒徑在微米級(jí)或者以上。但該機(jī)型對(duì)沉渣洗滌效果差，能耗比過(guò)濾離心機(jī)高，脫水效果比過(guò)濾離心機(jī)差

離心澄清

澄清是指從大量液相中，除去少量的固相。在醫(yī)藥、食品、飲料等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。澄清因物料固含率低，顆粒粒徑細(xì)小，因此需用分離因數(shù)更高的碟式分離機(jī)或管式分離心機(jī)進(jìn)行分離，有時(shí)也可選用精密過(guò)濾機(jī)或膜分離。

離心濃縮

濃縮可提高懸浮液中固相含量。如原懸浮液中的固含量原為0.5%ds(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，ds即dry solid，指絕干固體），通過(guò)重力沉降、離心沉降或過(guò)濾等方法，使其含固量提高3%~5%ds，這個(gè)過(guò)程就是濃縮過(guò)程。濃縮過(guò)程中液相被大量減少。

如城市污水處理廠的污泥濃縮：若把100m 固含0.5%ds的二沉污泥，濃縮到5%ds，則需從100?二沉污泥中除去90?的液體，才能達(dá)到5%ds的固含量，從而使后續(xù)的污泥脫水體積大大減少，選用脫水機(jī)的型號(hào)尺寸也相應(yīng)減少。常用的離心濃縮機(jī)有臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)、碟式噴嘴排渣分離機(jī)和旋液分離器、轉(zhuǎn)篩濃縮機(jī)等。

離心分級(jí)

顆粒分級(jí)是利用懸浮液中顆粒粒徑的不同，其沉降速度也不同。利用沉降速度不同，可把懸浮液中的顆粒按粒徑分成兩種或兩種以上顆粒群的方法稱為濕法分級(jí)；利用氣體介質(zhì)進(jìn)行顆粒分級(jí)的稱為干法分級(jí)。

濕法離心分級(jí)，常用的機(jī)型有臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)，該種機(jī)型的螺旋出料口呈十字長(zhǎng)槽形，以便機(jī)器進(jìn)料管的出口位置可軸向前后移動(dòng)而改變顆粒沉降時(shí)間。根據(jù)固液兩相密度差和要求分級(jí)的臨界粒徑dkp，可選擇合適的分離因數(shù)、差轉(zhuǎn)速和供料管的出口位置，使大于dkp的顆粒作為沉渣被沉降，從轉(zhuǎn)鼓小端排渣口排出；小于dkp的顆粒留在液相中，跟隨液相從轉(zhuǎn)鼓大端溢流口排出，從而達(dá)到顆粒連續(xù)分級(jí)。為了達(dá)到好的分級(jí)效果，懸浮液的固液配比要合適，分級(jí)過(guò)程需添加適量的分散劑，以防小顆粒聚集。

對(duì)于處理量很小的顆粒分級(jí)，可選用三足式沉降離心機(jī)，但其分離因數(shù)較低，因此不能進(jìn)行較小顆粒的分級(jí)。

離心分離

離心分離是指液-液、液-液-固的兩相或三相分離。但相與相之間必須是互不相溶的非均相體系。分離原理是利用相間密度差。常見的有食物油加工過(guò)程中的油-水分離、油-皂角分離，燃料油和潤(rùn)滑油凈化過(guò)程中的油-水-渣分離。采用的離心機(jī)有碟式人工排渣分離機(jī)、碟式活塞排渣分離心機(jī)。棕櫚油、煤焦油、橄欖油凈化中的油-水-渣分離，大多采用臥式螺旋卸料三相離心機(jī)。醫(yī)藥、食品、飲料中的液-液、液-液-固分離，由于處理量小，一般采用管式分離機(jī)。

萃取離心機(jī)是一種新型、快速、高效的混合分離設(shè)備如EEC植物萃取離心機(jī)和HH萃取離心機(jī)，離心萃取機(jī)利用電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)鼓高速轉(zhuǎn)動(dòng)，密度不同且互不混溶的兩種物料在轉(zhuǎn)鼓或槳葉旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的剪切力的作用下完成混合傳質(zhì)，又在轉(zhuǎn)鼓高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力的作用下迅速分離。萃取離心機(jī)主要包括工作兩個(gè)過(guò)程，即混合傳質(zhì)與離心分離。萃取離心機(jī)可以自動(dòng)連續(xù)完成混合和分離兩個(gè)過(guò)程。

在選擇離心萃取設(shè)備時(shí)通常應(yīng)考慮如下因素：

1. 體系的物性。如密度、界面張力、是否易乳化等。對(duì)于密度差較大、界面張力較小的，可選用無(wú)外加能量的設(shè)備；對(duì)密度差較小、界面張力較大的物系，易選有有外加能量的設(shè)備。

2. 萃取劑的停留時(shí)間。當(dāng)萃取過(guò)程動(dòng)力學(xué)較快，希望萃取劑與原液接觸時(shí)間短，可選用離心萃取器；相反，停留時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，一般都要用混合一澄清器。

3. 生產(chǎn)能力與處理量較的大小。

4. 設(shè)備投資和維修的難易。

5.設(shè)計(jì)和操作萃取設(shè)備的經(jīng)驗(yàn)等。

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