《离心分离》PPT课件

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1、15离心分离25.1概念对于浓度较小，粒径较大，硬度较强的不溶物，可以采用过滤分离。但当固体颗粒细小而难以过滤时，发酵液不易被过滤纯化，离心操作往显得十分有效。离心分离：借助离心机旋转所产生的离心力，使不同大小和不同密度的物质分离的技术离心分离是基于固体颗粒和周围液体密度存在差异，在离心场中使不同密度的固体颗粒加速沉降的分离过程。动植物细胞的收集、细胞碎片和沉淀的分离等常用离心分离。3优点：分离速度快，分离效率高、液相澄清度好；缺点：与过滤设备相比，设备投资高、能耗大、离心产生的固体浓缩物和过滤产生的浓缩不同。通常情况下离心只能得到一种较为浓缩的悬浮液或浆体。而过滤可获得的水分含量

2、较低的滤饼。5.2离心分离的特点45.3离心作用的大小1.颗粒沉降速度d－颗粒直径；ρp（rho）－颗粒密度；ρm－溶液密度；η（eta）－液体介质粘度；ω－旋转角速度；r－转轴中心到颗粒中心距离。提高旋转角速度，加长转轴中心到颗粒中心距离（ω2r）可提高沉降速度。与颗粒直径有关，大颗粒容易沉降。与颗粒密度和溶液密度之差(ρp-ρm)成正比，随溶液粘度增大而减小。52.离心力(Centrifugalforce)：物体作圆周运动而产生向心力的反作用力F=mxaa是旋转角速度，a=ω2r，ω是角速度，r是半径；m是物体质量。6按速度或离心力：1、常速离心机最大转速8000rpm(r/m

3、in),相对离心力(RCF)104g以下,用于细胞、菌体和培养基残渣等分离；2、高速（冷冻）离心机1×104-2.5×104rpm，相对离心力104-105g,用于细胞碎片、较大细胞器、大分子沉淀物等分离；3、超速离心机转速2.5-8×104rpm，相对离心力5*105g；用于DNA、RNA蛋白质、细胞器、病毒分离纯化；检测纯度；沉降系数和相对分子量测定等。5.4离心机的种类与用途对于常速和高速离心机，由于所分离的颗粒大小和密度相差较大，只要选择好离心速度和时间，就能达到分离效果。超速离心的离心方法有：差速离心、密度梯度离心和等密度梯度离心。7按离心机的作用方式：斜角式平抛式管式蝶

4、式螺旋式多室81）斜角式离心机是一类结构最简单的实验室常用离心机，指离心管腔与转轴成一定倾角的转子；角度越大，沉降越结实，分离效果越好，角度越小，颗粒沉降距离短，沉降速度快，但分离效果差。颗粒在离心管中沉降时，先沿离心力方向撞向离心管，然后再沿管壁滑向管底，因此管的一侧会出现颗粒沉积。9斜角式离心机的特点结构稳定，可装载较多的样品使用较高的转速。加速或减速时，对样品有搅动。有些梯度离心要求用角转头，否则形成的梯度不均一，线性很差．102）平抛式离心机平抛式离心机：结构简单的实验室常用的低中速离心机，转速一般在3000-6000rpm。转子活动管内的离心管，静止时垂直挂在转头上，旋转

5、时随着转子转动，从垂直悬吊上升到水平位置（约200—800rpm）。颗粒在水平转子中的沉降是沿管子轴向移动。样品容易收集受振动和变速搅乱后对流现象小，但转头结构复杂，最高转速相对低容量也小一些。11平抛式离心机转子12３）管式离心机（tubular-bowlcentrifuge）液-液分离，固-液分离两种管式离心机具有一个细长而高速旋转的转鼓，转鼓内装有纵向平板，其下部有进料口。上部两侧有重液相和轻液相出口。13管式离心机待处理的物料在一定压力（3×104Pa左右）下由进料管经底部空心轴进入鼓内，转鼓带料液高速旋转，在离心力下，悬浮液沿转鼓内壁向上流动，料液在离心力场的作用下因其密

6、度差的存在而分离。澄清后的液相流动到转鼓上部的排液口排出。比重大的固体微粒逐渐沉积在转鼓内壁形成沉渣层，达到一定数量后，停机人工清除。14管式离心机特点：结构简单，可提供较大离心力，转速高，分离因数高达15000-65000。管状离心机可以冷却，有利蛋白质分离间歇操作，须定时拆卸、清洗适用于分离乳浊液及含细颗粒的稀悬浮液，适用于固含量低于1%，颗粒度小于5微米，黏度大的悬浮液或固液两相密度差较小的悬浮液154）碟片式离心机disk-bowlcentrifuge是在管式离心机的基础上发展起来的，在转鼓中加入了许多重迭的碟片，缩短了颗粒的沉降距离，提高了分离效率。有一个密封的转鼓，内装

7、十至上百个锥顶角为60~100゜锥形碟片。碟片间的距离一般为0.5-2.5mm,是生物工业中应用最为广泛的一种离心机16碟片式离心机工作原理当悬浮液从料液管流入高速旋转的碟片之间的间隙时，便产生了惯性离心力，其中密度较大的固体颗粒在离心力作用下向上层碟片的下表面运动，而后在离心力作用下被向外甩出，沿碟片下表面向转子外围下滑，而液体则由于密度小，在后续液体的推动下沿着碟片的隙道向转子中心流动，然后沿中心轴上升，从排液口排出，达到分离的目的17碟片式离心机类型人工间歇排渣