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。
過(guò)濾離心機(jī)和沉降離心機(jī),主要依靠加大轉(zhuǎn)鼓直徑來(lái)擴(kuò)大轉(zhuǎn)鼓圓周上的工作面;分離機(jī)除轉(zhuǎn)鼓圓周壁外,還有附加工作面,如碟式分離機(jī)的碟片和室式分離機(jī)的內(nèi)筒,顯著增大了沉降工作面。
懸浮液中固體顆粒越細(xì)則分離越困難,濾液或分離液中帶走的細(xì)顆粒會(huì)增加,在這種情況下,離心分離機(jī)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(shí),分離速度減慢;懸浮液或乳濁液各組分的密度差大,對(duì)離心沉降有利,而懸浮液離心過(guò)濾則不要求各組分有密度差。
離心機(jī)有一個(gè)繞本身軸線高速旋轉(zhuǎn)的圓筒,稱(chēng)為轉(zhuǎn)鼓,通常由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。懸浮液(或乳濁液)加入轉(zhuǎn)鼓后,被迅速帶動(dòng)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。
選擇離心分離機(jī)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(jìn)行綜合分析,滿(mǎn)足對(duì)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(lèi)離心分離機(jī)。然后按處理量和對(duì)操作的自動(dòng)化要求,確定離心機(jī)的類(lèi)型和規(guī)格,后經(jīng)實(shí)際試驗(yàn)驗(yàn)證。
藥用離心機(jī)有對(duì)生產(chǎn)中換批、換品種時(shí)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(méi)有,設(shè)計(jì)上缺少清洗、滅菌的裝置和工藝接口、驗(yàn)證口等,轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部不易被完全清洗也是主要問(wèn)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(shí)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(gè)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(shí)完成。按照 GMP 思路,我們對(duì)藥用離心機(jī)具有的清洗、滅菌功能和其實(shí)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(guò)驗(yàn)證加以證實(shí),離心機(jī)的清洗滅菌需要建立一個(gè)由生物指示劑和熱電偶等組成的驗(yàn)證系統(tǒng)。
實(shí)驗(yàn)室常用的是電動(dòng)離心機(jī)電動(dòng)離心機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度快,要注意安全,特別要防止在離心機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間,因不平衡或試管墊老化,而使離心機(jī)邊工作邊移動(dòng),以致從實(shí)驗(yàn)臺(tái)上掉下來(lái),或因蓋子未蓋,離心管因振動(dòng)而破裂后,玻璃碎片旋轉(zhuǎn)飛出,造成事故。因此使用離心機(jī)時(shí),注意以下操作。
(1)離心機(jī)套管底部要墊棉花或試管墊。
(2)電動(dòng)離心機(jī)如有噪音或機(jī)身振動(dòng)時(shí),應(yīng)立即切斷電源,即時(shí)排除故障。
(3)離心管對(duì)稱(chēng)放入套管中,防止機(jī)身振動(dòng),若只有一支樣品管另外一支要用等質(zhì)量的水代替。
(4)啟動(dòng)離心機(jī)時(shí),應(yīng)蓋上離心機(jī)頂蓋后,方可慢慢啟動(dòng)。
(5)分離結(jié)束后,先關(guān)閉離心機(jī),在離心機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)后,方可打開(kāi)離心機(jī)蓋,取出樣品,不可用外力強(qiáng)制其停止運(yùn)動(dòng)。
(6)離心時(shí)間一般1~2分鐘,在此期間,實(shí)驗(yàn)者不得離開(kāi)去做別的事。
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(guò)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(gè)部分,其中進(jìn)料、洗滌、括刀、卸料等部分是通過(guò)電磁閥、氣動(dòng)閥控制,離心釜是實(shí)現(xiàn)固液分離的主要部件,由一臺(tái)三相交流電機(jī)通過(guò)皮帶傳動(dòng)。根據(jù)工藝特點(diǎn)在開(kāi)始階段物料主要是固液混合物,剛起動(dòng)時(shí)負(fù)載相對(duì)較大,當(dāng)達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速時(shí)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(lái),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(gè)不同轉(zhuǎn)速運(yùn)行以達(dá)到分離效果。
調(diào)試注意問(wèn)題根據(jù)離心機(jī)負(fù)載特性,在調(diào)試時(shí)應(yīng)注意:
(1) 離心機(jī)負(fù)載起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求較高,可能出現(xiàn)起動(dòng)困難的情況,這時(shí)可適當(dāng)提升變頻器的轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償值,SAJ-8000-G系列F009設(shè)定參數(shù)為3,但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償不可太大,否則可能出現(xiàn)過(guò)流(故障代碼為O.C.)、過(guò)載(故障代碼為O.L.)等報(bào)警,若在加速中出現(xiàn)過(guò)流報(bào)警應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)加速時(shí)間;
(2) 離心機(jī)慣性大,若要變頻器按減速時(shí)間停車(chē),加裝制動(dòng)單元,其制動(dòng)電阻的選擇變頻器說(shuō)明手冊(cè)上都有,可根據(jù)操作手冊(cè)選擇,正常工作時(shí)制動(dòng)電阻會(huì)因消耗能量而發(fā)熱,可適當(dāng)放大電阻的功率和制動(dòng)動(dòng)作時(shí)間。
(3) 一般離心機(jī)安裝在操作現(xiàn)場(chǎng),多臺(tái)變頻器集中置于控制室內(nèi),如果現(xiàn)場(chǎng)與離心機(jī)距離超過(guò)變頻器的允許范圍應(yīng)采相應(yīng)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?yàn)V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。