各種離心機的應用領域

離心機的應用領域主要有脫水、澄清、濃縮、分級、分離等。根據不同的要求，可選擇不同的離心機型。脫水和澄清其本質就是懸浮液的固-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。分級是懸浮液中不同粒徑的顆粒，以某一臨界粒徑dkp為基準，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相，則兩相分離僅與它們的密度有關；如果一相為連續相，另一相為分散相，則構成了乳濁液的分離，乳濁液的兩相分離不僅與密度差有關，還與分散相液滴大小、表面張力等因素有關，分離難度大。

離心分離是物理過程，分離的難易取決于物料的物料性質和離心機的分離性質。

過濾離心機的分離性能與顆粒的粒徑發布、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的過濾介質的特性和機器結構、分離因數等有關。利用沉降原理分離的離心機的分離性能則與固相顆粒的粒徑發布、固液兩相密度差、溶液黏度、表面張力以及離心機的結構與分離因數密切相關。所以在選擇離心機時，必須知道物料性質、分離要求以及各種離心機的性能特點。

離心脫水可用過濾離心機和沉降離心機兩大類型。

過濾離心機是利用過濾介質——濾網 、篩網等 ，在離心力的作用下，使固相顆粒截留在濾網上，液體透過濾網排出而達到固液分離。該種機器能耗低、濾餅可洗滌、固體顆粒脫水率高;適用于固-液密度差接近，顆粒粒徑為微米級或以上的物料顆粒，允許進料液含固率在30%~60%。如果脫水過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。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。脫水性能除與物料本身的吸水性有關，還與離心機的分離因數、分離時間、濾網孔徑、孔隙率以及物料的黏度、表面張力、濾餅層的疏水性等有關。對于固相濃度較低、黏度較大、粒徑孔徑較細的顆?；驘o定形的菌絲體，一般不宜采用過濾離心機。因為顆粒太細容易從濾網中漏掉導致跑料，濾網太細則會導致疏水性差，機器處理能力和顆粒脫水性能下降。無定形菌絲體和含油顆粒容易堵塞濾網，對于這些物料，建議采用沒有濾網的沉降離心機較為合適。

沉降離心機是利用固液兩相密度差，在離心力場中，固相密度大沉降在離心機轉鼓內壁上，通過轉鼓內螺旋輸送器把沉渣排出機外，液相密度小，趨于轉鼓中心并從機器溢流口流出，達到液固分離的脫水目的。這種機型的分離因數較高且沒有濾網，固液分離是利用兩相密度差，對無定形菌絲體、含油污泥以及黏度較高的細小顆粒特別適用。該機型對進料含固量要求不高，不同物料的含固率可在1%~40%（質量分數）之間。顆粒粒徑在微米級或者以上。但該機型對沉渣洗滌效果差，能耗比過濾離心機高，脫水效果比過濾離心機差。

離心澄清

澄清是指從大量液相中，除去少量的固相。在醫藥、食品、飲料等行業得到廣泛應用。澄清因物料固含率低，顆粒粒徑細小，因此需用分離因數更高的碟式分離機或管式分離心機進行分離，有時也可選用精密過濾機或膜分離。

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(質量分數，ds即dry solid，指絕干固體），通過重力沉降、離心沉降或過濾等方法，使其含固量提高3%~5%ds，這個過程就是濃縮過程。濃縮過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，才能達到5%ds的固含量，從而使后續的污泥脫水體積大大減少，選用脫水機的型號尺寸也相應減少。常用的離心濃縮機有臥式螺旋卸料沉降離心機、碟式噴嘴排渣分離機和旋液分離器、轉篩濃縮機等。

離心分級

顆粒分級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；利用氣體介質進行顆粒分級的稱為干法分級。濕法離心分級，常用的機型有臥式螺旋卸料沉降離心機，該種機型的螺旋出料口呈十字長槽形，以便機器進料管的出口位置可軸向前后移動而改變顆粒沉降時間。根據固液兩相密度差和要求分級的臨界粒徑dkp，可選擇合適的分離因數、差轉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，跟隨液相從轉鼓大端溢流口排出，從而達到顆粒連續分級。為了達到好的分級效果，懸浮液的固液配比要合適，分級過程需添加適量的分散劑，以防小顆粒聚集。對于處理量很小的顆粒分級，可選用三足式沉降離心機，但其分離因數較低，因此不能進行較小顆粒的分級。

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程中的油-水分離、油-皂角分離，燃料油和潤滑油凈化過程中的油-水-渣分離。采用的離心機有碟式人工排渣分離機、碟式活塞排渣分離心機。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。醫藥、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。由于液-液兩相的含量不同，如輕相A液量多、重相B液量少，或輕相A液量少、重相B液量多，在碟式分離機中形成的液-液兩相分界面位置也不同，由此涉及碟片中心孔所處的位置問題，理論上希望液-液兩相分離分界面的位置剛好落在碟片中心孔的位置上，這樣的兩相分布，分離效果好。此外，輕、重兩相分離后的取出流量與相界面的位置移動也有關系，如輕液取出量大時，相界面位置會向機器軸線中心移動，重相取出量大時，相界面位置會遠離機器軸線中心，通常管式分離機和碟式分離機運行時均需通過機器的調整環來調整兩相取出流量。選用離心機時，必須考慮輕、重兩相的含量和碟片中心孔的位置，以使機器運行時達到好的分離效果。

萃取離心機是一種新型、快速、高效的混合分離設備如EEC植物萃取離心機和HH萃取離心機，離心萃取機利用電機帶動轉鼓高速轉動，密度不同且互不混溶的兩種物料在轉鼓或槳葉旋轉產生的剪切力的作用下完成混合傳質，又在轉鼓高速旋轉產生的離心力的作用下迅速分離。萃取離心機主要包括工作兩個過程，即混合傳質與離心分離。萃取離心機可以自動連續完成混合和分離兩個過程。由于萃取設備種類很多，故在選擇設備時通常應考慮如下因素：

1. 體系的物性。如密度、界面張力、是否易乳化等。對于密度差較大、界面張力較小的，可選用無外加能量的設備；對密度差較小、界面張力較大的物系，易選有有外加能量的設備。

2. 萃取劑的停留時間。當萃取過程動力學較快，希望萃取劑與原液接觸時間短，可選用離心萃取器；相反，停留時間較長時，一般都要用混合一澄清器。

3. 生產能力與處理量較的大小。

4. 設備投資和維修的難易。

5.設計和操作萃取設備的經驗等。