離心分離機(jī)的作用原理有離心過濾和離心沉降兩種。離心過濾是使懸浮液在離心力場下產(chǎn)生的離心壓力,作用在過濾介質(zhì)上,使液體通過過濾介質(zhì)成為濾液,而固體顆粒被截留在過濾介質(zhì)表面,從而實現(xiàn)液-固分離;離心沉降是利用懸浮液(或乳濁液)密度不同的各組分在離心力場中迅速沉降分層的原理,實現(xiàn)液-固(或液-液)分離。
衡量離心分離機(jī)分離性能的重要指標(biāo)是分離因數(shù)。它表示被分離物料在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)所受的離心力與其重力的比值,分離因數(shù)越大,通常分離也越迅速,分離效果越好。工業(yè)用離心分離機(jī)的分離因數(shù)一般為100~20000,超速管式分離機(jī)的分離因數(shù)可高達(dá)62000,分析用超速分離機(jī)的分離因數(shù)高達(dá)610000。決定離心分離機(jī)處理能力的另一因素是轉(zhuǎn)鼓的工作面積,工作面積大處理能力也大。
離心機(jī)有一個繞本身軸線高速旋轉(zhuǎn)的圓筒,稱為轉(zhuǎn)鼓,通常由電動機(jī)驅(qū)動。懸浮液(或乳濁液)加入轉(zhuǎn)鼓后,被迅速帶動與轉(zhuǎn)鼓同速旋轉(zhuǎn),在離心力作用下各組分分離,并分別排出。通常,轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速越高,分離效果也越好。
離心機(jī)的發(fā)展離心機(jī)是將樣品進(jìn)行分離的儀器,廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、石油化工、農(nóng)業(yè)、食品衛(wèi)生等領(lǐng)域,它利用不同物質(zhì)在離心力場中沉淀速度的差異,實現(xiàn)樣品的分析分離。離心機(jī)自問世以來,歷經(jīng)低速、調(diào)整、超速的變遷,其進(jìn)展主要體現(xiàn)在離心設(shè)備和離心技術(shù)兩方面,二者相輔相成。從轉(zhuǎn)速看,臺式離心機(jī)基本屬于低速、高速離心機(jī)的范疇,因此具有低速和高速離心機(jī)的技術(shù)特點,其結(jié)構(gòu)主要由電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)、轉(zhuǎn)頭和系統(tǒng)控制等幾部分組成,與落地式離心機(jī)相比只不過是尺寸和容量小一點罷了。
藥用離心機(jī)有對生產(chǎn)中換批、換品種時有清洗、滅菌要求,而一般用途離心機(jī)卻不是主要的。尚具備能夠真正意義上的 CIP、SIP 功能的離心機(jī)幾乎沒有,設(shè)計上缺少清洗、滅菌的裝置和工藝接口、驗證口等,轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部不易被完全清洗也是主要問題。較多的離心機(jī)多考慮由人工清洗機(jī)器內(nèi)部,當(dāng)然不否認(rèn)人工清洗的洗凈效果,但作為藥用設(shè)備應(yīng)從防止各種污染源、避免再次受到污染的角度考慮,CIP、SIP 被證實是有效的方案。在藥品生產(chǎn)中離心機(jī)的清洗通常要每班或每批進(jìn)行,滅菌一般是每幾批確定為一個滅菌周期,每次滅菌要經(jīng)清洗、吹凈、通蒸汽并持續(xù)數(shù)小時完成。按照 GMP 思路,我們對藥用離心機(jī)具有的清洗、滅菌功能和其實際清洗、滅菌的效果不能看作是一回事,其功能的效果要通過驗證加以證實,離心機(jī)的清洗滅菌需要建立一個由生物指示劑和熱電偶等組成的驗證系統(tǒng)。
工業(yè)離心機(jī)是化工行業(yè)主要設(shè)備之一,它主要通過離心力作用將固液分離,一般由進(jìn)料、洗滌、脫水、括刀、卸料等幾個部分,其中進(jìn)料、洗滌、括刀、卸料等部分是通過電磁閥、氣動閥控制,離心釜是實現(xiàn)固液分離的主要部件,由一臺三相交流電機(jī)通過皮帶傳動。根據(jù)工藝特點在開始階段物料主要是固液混合物,剛起動時負(fù)載相對較大,當(dāng)達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速時液體在離心力的作用下由離心外側(cè)流出,這樣部分液體先被分離出來,隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的進(jìn)一步提高,負(fù)載也相應(yīng)減小。根據(jù)工藝要求,一般分為幾個不同轉(zhuǎn)速運(yùn)行以達(dá)到分離效果。