基本介紹
- 中文名：沉降分離法
- 類型：物理方法
- 作用方式：沉降
- 屬於：分離法
- 原理：固體物與液體介質密度相差懸殊
- 適用於：兩種密度不同且不相混溶混合物
基本簡介,分離原理,適用範圍,濾過機理,影響濾過速度的因素,
基本簡介
沉降分離法沉降分離法系指固體物與液體介質密度相差懸殊，固體物靠自身重量自然下沉，用虹吸法吸取上層澄清液，使固體與液體分離的一種方法。該方法對料液中固體物含量少，粒子細而輕者不宜使用。
離心分離法
分離原理
離心分離與沉降分離皆是利用混合液密度差來分離料液的。離心分離的力為離心力，沉降分離的力為重力。離心操作時是將待分離的料液置於離心機中，藉助於離心機的高速旋轉產生的離心力，使料液中的固體與液體，或兩種密度不同，且不相混溶的液體，產生大小不同的離心力，從而達到分離的目的。
適用範圍
在製劑生產中遇到含水率較高、含不溶性微粒的粒徑很小或粘度很大的濾漿；或需將兩種密度不同且不相混溶的液體混合物分開，用沉降分離法和一般的濾過分離難以進行或不易分開時，可考慮選用適宜的離心機進行離心分離。
離心機的種類很多，外形、適應性各異，根據其不同的特性可作如下分類。
（1）按分離因數a的大小分類
①常速離心機：a<300O（一般600～1200），適用於易分離的混懸濾漿的分離及物料的脫水。
②高速離心機：a=300O～5000，主要用於細粒子，粘度大的濾漿及乳濁液的分離。
③超高速離心機：a>5000，主要用於微生物學、抗生素髮酵液、動物生化製品等的固相與液相的分離。超高速離心機中常拌有冷凍裝置，可使離心操作在低溫下進行。
（2）按離心操作性質分類
①濾過式離心機：如三足式離心機。適用於懸浮液中固體和液體的分離。
②沉降式離心機：如實驗室用沉澱離心機。使用時應注意管內裝料重量對稱，偏重則損壞設備。
③分離式離心機：如管式高速離心機，能分離一般離心機難以分離的物料，特別適用於分離乳濁液、細粒子的懸浮液。
濾過分離法
濾過分離法系指將固－液混懸液通過多孔的介質，使固體粒子被介質截留，液體經介質孔道流出，而達到固－液分離的方法。
濾過機理
濾過機理有兩種：
①過篩作用：料液中大於濾器孔隙的微粒全部被截留在濾過介質的表面，如薄膜濾過。
②深層濾過：微粒被截留在濾器的深層，其微粒往往小於濾過介質空隙的平均大小，如砂濾棒、垂熔玻璃漏斗等。另外，在濾過時產生的濾渣可在濾材表面形成“架橋現象”，可集成具有間隙的緻密濾層，濾液可通過，而將大於間隙的微粒截留。實際操作中還常在料液中加助濾劑或凝聚劑等，以改善濾渣的性能，提高濾速。為保證濾液質量，初濾液常要倒回料液中再濾，這種操作叫“回濾”。隨著濾過的進行，固體顆粒沉積在濾材表面，通過架橋現象形成濾層，利於料液濾至澄清。
影響濾過速度的因素
料液經一段很短的時間濾過後，由於“架橋”作用而形成緻密的濾渣層，液體由間隙濾過。若將濾渣層中的間隙假定為均勻的毛細管聚束，那么，液體的流動遵守泊稷葉（Poiseuille）公式，可用下式表示。
上式中，P為加於濾渣層的壓力；t為濾過時間；r為濾渣層毛細管的半徑、l為長度；η為料液的粘度；V為濾液的體積。若把時間t移到等式的左項，則左項（V/t）為濾過速度。
由上式並結合濾過時的實際情況，可以看出影響濾過速度的因素有：
（1）濾渣層兩側的壓力差（P），其值越大，則濾速越大。因此，常用加壓或減壓濾過法。實際操作中，濾過初期採用恆速濾過（恆定流量），當濾液較澄清時採用恆壓濾過（濾餅已形成）。因為對絮狀的、軟的、可壓縮的濾餅，增加壓力差濾速反而減慢。
（2）在濾過的初期，濾過速度與濾器的面積（πr2）成正比。
