管式分離機的離心分離技術(shù)
當(dāng)物料進(jìn)入管式分離機分離筒后，因不同組份的物質(zhì)，由于其密度不同，故在離心力場中受力有差別， 直接導(dǎo)致其在離心力場的運動軌跡和運動速率的不同。
如圖， 管式分離機分離筒（轉(zhuǎn)鼓）以一定的速度繞中心軸旋轉(zhuǎn)，混合物進(jìn)入分離筒后，不同的組分會形成不同的分層。密度小的液相組分(輕液)形成的液環(huán)離旋轉(zhuǎn)中心較近，密度稍大的液相（重液）則離旋轉(zhuǎn)中心較遠(yuǎn)，而不溶性固相則聚集于分筒內(nèi)壁，形成濾餅。
離心分離機按用途有分析用、制備用及分析-制備之分；按結(jié)構(gòu)特點則有管式、吊藍(lán)式、和碟式等多種；按轉(zhuǎn)速可分為常速（低速）、高速和超速三種。
離心分離的效果好壞與諸多因素有關(guān)。除了上述的離心機種類、離心方法、離心介質(zhì)及密度梯度等以外，主要的是確定管式離心機的轉(zhuǎn)速和離心時間。此外還要注意離心介質(zhì)溶液的pH值和溫度等條件。
■ 離心力
物質(zhì)顆粒在離心場中所受到的離心力（Fc）的大小，決定于顆粒的質(zhì)量(m)和離心加速度(ac): Fc=m ac
離心加速度的大小取決于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和顆粒的旋轉(zhuǎn)半徑：ac =ω2r
式中ω：轉(zhuǎn)子的角速度（rad/s）；r：旋轉(zhuǎn)半徑，即顆粒到旋轉(zhuǎn)軸中心的距離(cm)。
若轉(zhuǎn)速以慣用的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)（r/min）來表示，則：
式中n: 轉(zhuǎn)子每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)（r/min）
在說明離心條件時，低速離心通常以轉(zhuǎn)子每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)表示，如4000 rpm；而在高速離心時，特別是在超速離心時，往往用相對離心力來表示，如65000g。
相對離心力是指顆粒所受的離心力與地心引力（重力）之比。即
RCF=Fc/Fg= mw2r / mg = w2r / g
式中RCF：相對離心力（g）；n：轉(zhuǎn)子每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)（rpm）； r：旋轉(zhuǎn)半徑(cm)；g：重力加速度，9.8 m/s2
由此可見，離心力的大小與轉(zhuǎn)速的平方及與旋轉(zhuǎn)半徑成正比。在轉(zhuǎn)速一定的條件下，顆粒離軸心越遠(yuǎn)，其所受的離心力越大。在離心過程中，隨著顆粒在離心管中移動，其所受的離心力也隨著變化。在實際工作中，離心力的數(shù)據(jù)是指其平均值。即是指在離心溶液中點出顆粒所受的離心力。
■ 離心時間
離心時間的概念，依據(jù)離心方法的不同而有所差異。對于差速離心來說，是指某種顆粒完全沉降到離心管底的時間。對等密度梯度離心而言，離心時間是指顆粒完全到達(dá)等密度點的平衡時間；而密度梯度離心的時間則是指形成界限分明的區(qū)帶的時間。
密度梯度離心和等密度梯度離心所需的區(qū)帶形成時間或平衡時間，影響因素很復(fù)雜，可通過實驗來確定。差速離心所需的沉降時間可通過計算求得。
顆粒的沉降時間是指顆粒從離心樣品液面完全沉降到離心管底所需的時間，又稱澄清時間。沉降時間決定于顆粒沉降速度和沉降距離。
對于已知沉降系數(shù)的顆粒，其沉降時間可由下列公式計算：
式中 t：沉降時間（s）；S：顆粒的沉降系數(shù)（1x10-13S）；ω：轉(zhuǎn)子角速度（rad/s）；r1,r2：分別為旋轉(zhuǎn)軸中心到樣品液液面和離心管底的距離（cm）。
上式中括號部分對特定轉(zhuǎn)子而言唯一常數(shù)，稱轉(zhuǎn)子效率因子或K值。即
轉(zhuǎn)子的效率因子K 與轉(zhuǎn)子的半徑和轉(zhuǎn)速有關(guān)。對于具有某一沉降系數(shù)S的顆粒而言，K值越小，其沉降時間越短，轉(zhuǎn)子的使用效率就越高。
對于不知其沉降系數(shù)的球形顆粒，可按下是估算其沉降時間：
式中T：沉降時間（s）；μ：介質(zhì)溶液的黏度（g/（cm.s））；ρ，ρ0：分別為顆粒和介質(zhì)溶液密度（g/cm3）；d：顆粒平均直徑（cm）；r1,r2：分別為旋轉(zhuǎn)軸中心到離心管底和液面的距離（cm）。
■ 溫度和pH值
為了防止欲分離物質(zhì)的凝集、變性和失活，除了在離心介質(zhì)的選擇方面加以注意外，還必須控制好進(jìn)入管式分離機液體物料的溫度及介質(zhì)溶液的Ph值等離心條件。離心溫度一般控制在4℃左右，對于某些熱穩(wěn)定性較好的酶等，離心也可在室溫下進(jìn)行。但在高速管式離心機離心時，轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)會發(fā)熱從而引起溫度升高。故必須采用冷凍系統(tǒng)，使溫度保持在一定范圍內(nèi)。離心介質(zhì)溶液的pH值應(yīng)該是處于酶穩(wěn)定性的pH范圍內(nèi)，必要時可采用緩沖液。另外，過酸或過堿還可能引起轉(zhuǎn)子和離心機的其他部件的腐蝕，應(yīng)盡量避免.
