離心分離機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(dá)62000,分析用超速分離機的分離因數(shù)高達(dá)610000。決定離心分離機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。
強化分離性能包括提高轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速;在離心分離過程中增加新的推動力;加快推渣速度;增大轉(zhuǎn)鼓長度使離心沉降分離的時間延長等。發(fā)展大型的離心分離機,主要是加大轉(zhuǎn)鼓直徑和采用雙面轉(zhuǎn)鼓提高處理能力使處理單位體積物料的設(shè)備投資、能耗和維修費降低。
“喘振”
制冷離心式機組的離心機常發(fā)生“喘振”現(xiàn)象。
制冷離心壓縮機原理是將大分子量的制冷劑通過高速運動將其積壓到小的空間進(jìn)行壓縮,然后通過降溫進(jìn)行冷凝。
離心式冷水機組能量調(diào)節(jié)方式是靠調(diào)節(jié)高速轉(zhuǎn)動的導(dǎo)片角度來調(diào)節(jié)壓縮比
當(dāng)供冷量下降的時候,導(dǎo)片做的功降低,壓縮出去的氣體壓力和吸入壓縮機的氣體壓力相近,導(dǎo)致氣體回流產(chǎn)生機械的強迫震動。(也稱“喘振”)喘振會造成機械部件的損壞。
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(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。較多的離心機多考慮由人工清洗機器內(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)。
藥用離心機的使用功能需求是制造者為關(guān)注的問題,就制藥行業(yè)使用的情況看,因藥物的物質(zhì)種類繁多、性狀的差異很大,從藥物制備來說,物料粉碎得細(xì)對藥物有效成分析出有利,相應(yīng)提取率會越好,但藥渣黏度相對會越大,造成固液分離難度增大,成為困擾分離效率與卸料的難題,使得一部分離心機不適用。相對而言,刮刀式卸料是一種較有效的方法,但刮刀式離心機在進(jìn)料的自動控制、有效清除殘渣層和 CIP 功能上尚需優(yōu)化。為防止污染可考慮對離心機傳動部分與工作部分隔離安裝不同潔凈室區(qū)的“穿墻”結(jié)構(gòu)的設(shè)計,國外已有全密閉離心干燥機將離心、洗滌、干燥過程和裝料工藝集中設(shè)計在一個設(shè)備中,脈沖氣體 下料,消除藥物暴露的隱患,主要可用于無菌、高活性等產(chǎn)品,克服了離心機不能干燥的問題,實現(xiàn)了密閉加的生產(chǎn)工藝。
離心機運轉(zhuǎn)時使用制冷,由于空氣的水分,在離心腔內(nèi)結(jié)霜,停機后霜化為水。大部分國外的低速大容量離心機,沒有排水孔,離心腔中水愈積愈多。此時,用戶應(yīng)自行拆下轉(zhuǎn)子,清理積水。在重新安裝轉(zhuǎn)子時,一定要裝好,避免出事故。
實驗用離心機可進(jìn)行液體澄清和固體顆粒富集,或液-液分離,這類分離機有常壓、真空、冷凍條件下操 作的不同結(jié)構(gòu)型式。主要型號有臺式醫(yī)用高速離心機、實驗室低速離心機、大容量冷凍離心機,一般都用在醫(yī)院或者學(xué)校的實驗提取中,也叫做電動離心機,離心機 的工作原理基本相同,不過這種離心機的轉(zhuǎn)速普遍在3000轉(zhuǎn)以上,比工業(yè)離心機的轉(zhuǎn)速要高的多。
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