衡量離心分離機分離性能的重要指標是分離因數(shù)。它表示被分離物料在轉鼓內(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)用離心分離機的分離因數(shù)一般為100~20000,超速管式分離機的分離因數(shù)可高達62000,分析用超速分離機的分離因數(shù)高達610000。決定離心分離機處理能力的另一因素是轉鼓的工作面積,工作面積大處理能力也大。
過濾離心機和沉降離心機,主要依靠加大轉鼓直徑來擴大轉鼓圓周上的工作面;分離機除轉鼓圓周壁外,還有附加工作面,如碟式分離機的碟片和室式分離機的內(nèi)筒,顯著增大了沉降工作面。
懸浮液中固體顆粒越細則分離越困難,濾液或分離液中帶走的細顆粒會增加,在這種情況下,離心分離機需要有較高的分離因數(shù)才能有效地分離;懸浮液中液體粘度大時,分離速度減慢;懸浮液或乳濁液各組分的密度差大,對離心沉降有利,而懸浮液離心過濾則不要求各組分有密度差。
離心機有一個繞本身軸線高速旋轉的圓筒,稱為轉鼓,通常由電動機驅動。懸浮液(或乳濁液)加入轉鼓后,被迅速帶動與轉鼓同速旋轉,在離心力作用下各組分分離,并分別排出。通常,轉鼓轉速越高,分離效果也越好。
選擇離心分離機須根據(jù)懸浮液(或乳濁液)中固體顆粒的大小和濃度、固體與液體(或兩種液體)的密度差、液體粘度、濾渣(或沉渣)的特性,以及分離的要求等進行綜合分析,滿足對濾渣(沉渣)含濕量和濾液(分離液)澄清度的要求,初步選擇采用哪一類離心分離機。然后按處理量和對操作的自動化要求,確定離心機的類型和規(guī)格,后經(jīng)實際試驗驗證。
藥用離心機有對生產(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 功能的離心機幾乎沒有,設計上缺少清洗、滅菌的裝置和工藝接口、驗證口等,轉鼓內(nèi)部不易被完全清洗也是主要問題。較多的離心機多考慮由人工清洗機器內(nèi)部,當然不否認人工清洗的洗凈效果,但作為藥用設備應從防止各種污染源、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)中離心機的清洗通常要每班或每批進行,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)。
實驗室常用的是電動離心機電動離心機轉動速度快,要注意安全,特別要防止在離心機運轉期間,因不平衡或試管墊老化,而使離心機邊工作邊移動,以致從實驗臺上掉下來,或因蓋子未蓋,離心管因振動而破裂后,玻璃碎片旋轉飛出,造成事故。因此使用離心機時,注意以下操作。
(1)離心機套管底部要墊棉花或試管墊。
(2)電動離心機如有噪音或機身振動時,應立即切斷電源,即時排除故障。
(3)離心管對稱放入套管中,防止機身振動,若只有一支樣品管另外一支要用等質量的水代替。
(4)啟動離心機時,應蓋上離心機頂蓋后,方可慢慢啟動。
(5)分離結束后,先關閉離心機,在離心機停止轉動后,方可打開離心機蓋,取出樣品,不可用外力強制其停止運動。
(6)離心時間一般1~2分鐘,在此期間,實驗者不得離開去做別的事。
工業(yè)離心機是化工行業(yè)主要設備之一,它主要通過離心力作用將固液分離,一般由進料、洗滌、脫水、括刀、卸料等幾個部分,其中進料、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,剛起動時負載相對較大,當達到一定的轉速時液體在離心力的作用下由離心外側流出,這樣部分液體先被分離出來,隨著電機轉速的進一步提高,負載也相應減小。根據(jù)工藝要求,一般分為幾個不同轉速運行以達到分離效果。
調試注意問題根據(jù)離心機負載特性,在調試時應注意:
(1) 離心機負載起動轉矩要求較高,可能出現(xiàn)起動困難的情況,這時可適當提升變頻器的轉矩補償值,SAJ-8000-G系列F009設定參數(shù)為3,但起動轉矩補償不可太大,否則可能出現(xiàn)過流(故障代碼為O.C.)、過載(故障代碼為O.L.)等報警,若在加速中出現(xiàn)過流報警應適當延長加速時間;
(2) 離心機慣性大,若要變頻器按減速時間停車,加裝制動單元,其制動電阻的選擇變頻器說明手冊上都有,可根據(jù)操作手冊選擇,正常工作時制動電阻會因消耗能量而發(fā)熱,可適當放大電阻的功率和制動動作時間。
(3) 一般離心機安裝在操作現(xiàn)場,多臺變頻器集中置于控制室內(nèi),如果現(xiàn)場與離心機距離超過變頻器的允許范圍應采相應的處理措施,如合理分布主回路線與控制線、加裝輸出電抗器或濾波器,以防變頻器輸出電壓的衰減,或考慮加大變頻器的容量。