o离心分离是除过滤之外的另一种非常有效的固-液分离方法o它是利用惯性离心力和物质的沉降系数或浮力密度的不同而进行的一项分离、浓缩或提炼操作o优点：优点：离心分离对那些固体颗粒很小或液体粘度很大，过滤速率很慢，甚至难以过滤的悬浮液的分离十分有效，对那些忌用助滤剂或助滤剂使用无效的悬浮液的分离也能得到满意的结果o缺点：缺点：分离得到的是浆状物而不是干的滤饼，另外，离心设备复杂，价格昂贵沉降分离是不彻底的分离）（沉降分离是不彻底的分离）o离心沉降：离心沉降：利用固液两相的相对密度差进行悬浮液分离的操作o离心过滤：离心过滤：利用离心力并通过过滤介质进行悬浮液分离的操作o离心分离和超离心：离心分离和超离心：利用不同溶质颗粒在液体中各部分分布的差异，分离不同相对密度液体的操作离心分离形式离心分离形式5.1 离心沉降离心沉降5.1.1 离心沉降的原理离心沉降的原理离心沉降离心沉降，指当悬浮液静置时，密度较大的固体颗，指当悬浮液静置时，密度较大的固体颗粒在重力的作用下逐渐下沉当固体粒子在无限连粒在重力的作用下逐渐下沉当固体粒子在无限连续流体中沉降时，受到两种力的作用，一种是连续续流体中沉降时，受到两种力的作用，一种是连续流体对它的浮力流体对它的浮力，另一种是流体对运动粒子的粘滞另一种是流体对运动粒子的粘滞力。
当这两种力达到平衡时，固体粒子将保持匀速力当这两种力达到平衡时，固体粒子将保持匀速运动对直径为对直径为d d的球形粒子的球形粒子(大多数生化分离上处理的对象都可大多数生化分离上处理的对象都可以看成为球形粒子以看成为球形粒子)，作用在它上面的浮力，作用在它上面的浮力FgFg可以表示为：可以表示为：d为粒子直径；为粒子直径；0 0和和分别为粒子和流体的密度；分别为粒子和流体的密度；g为重力为重力加速度加速度,V为粒子体积为粒子体积根据根据Stockes定律，悬浮在介质中的球形粒子所受的粘滞力定律，悬浮在介质中的球形粒子所受的粘滞力Fi可表示为：可表示为：式中式中 为连续流体的粘度为连续流体的粘度；u为粒子的运动速度为粒子的运动速度；CD为阻滞为阻滞系数系数；A为粒子在运动方向上的投影面积为粒子在运动方向上的投影面积其中其中CD不是常数，不是常数，它取决于雷诺数它取决于雷诺数Re的变化的变化,对于球形粒子，根据实验得知：对于球形粒子，根据实验得知：对于生化溶质来说，可以满足对于生化溶质来说，可以满足Rel l的要求的要求，所以：所以：当粒子以匀速运动沉降时，当粒子以匀速运动沉降时，Fg=Ff，故最终匀速沉降速率为：故最终匀速沉降速率为：从上式可知，从上式可知，最终沉降速率与粒子直径的平方成正比，与粒子最终沉降速率与粒子直径的平方成正比，与粒子和流体的密度差成正比，而与流体的粘度成反比；也就是说粒和流体的密度差成正比，而与流体的粘度成反比；也就是说粒子的沉降速度仅仅是液体性质及粒子本身特性的函数子的沉降速度仅仅是液体性质及粒子本身特性的函数。
如果粒子在离心力场中沉降，则重力加速度如果粒子在离心力场中沉降，则重力加速度g应换成离心加应换成离心加速度速度2r ，即：即：式中式中 为旋转角速度为旋转角速度(rad/s)，r为粒子离转轴中心的距离为粒子离转轴中心的距离上式是离心沉降的基本公式，上式是离心沉降的基本公式，从式中可知沉降速度与从式中可知沉降速度与 的二的二次方成正比，因此只要根据要求改变或提高次方成正比，因此只要根据要求改变或提高 ，使粒子作快，使粒子作快速旋转，就可获得比重力沉降或过滤时高得多的分离效果速旋转，就可获得比重力沉降或过滤时高得多的分离效果可用离心分离因数可用离心分离因数Fr，(又称离心力强度又称离心力强度)来定量评价：来定量评价：Fr表示了粒子在离心机中产生的离心加速度与自由下降表示了粒子在离心机中产生的离心加速度与自由下降的加速度之比：的加速度之比：Fr 越大，越有利于分离越大，越有利于分离5.1.2 离心沉降的设备离心沉降的设备 根根据据其其离离心心力力大大小小，可可分分为为低低速速离离心心机机、高高速速离离心心机机和和超超离离心心机机生生化化分分离离用用离离心心机机一一般般为为冷冷却却式式，可可在在低低温温下下操操作作，称称为为冷冷冻冻离心机离心机。
按离心机的作用方式：按离心机的作用方式：n斜角式斜角式n平抛式平抛式n管式管式n蝶式蝶式n螺旋式螺旋式n多室多室离心机的种类与用途离心机的种类与用途（1 1）斜角式离心机）斜角式离心机v是一类结构最简单的实验室常用离心机，是一类结构最简单的实验室常用离心机，v指离心管腔与转轴成一定倾角的转子；指离心管腔与转轴成一定倾角的转子；v角度越大，沉降越结实，分离效果越好，角度越大，沉降越结实，分离效果越好，v角度越小，颗粒沉降距离短，沉降速度快，但分离效果差角度越小，颗粒沉降距离短，沉降速度快，但分离效果差v颗粒在角转子中沉降时，先沿离心颗粒在角转子中沉降时，先沿离心 力方向撞向离心管，然后再沿管壁力方向撞向离心管，然后再沿管壁 滑向管底，因此管的一侧会出现颗滑向管底，因此管的一侧会出现颗 粒沉积结构稳定，结构稳定，可装载较多的样品可装载较多的样品使用较高的转速使用较高的转速加速或减速时，对样品有搅动加速或减速时，对样品有搅动特点特点(2)(2)瓶式离心机瓶式离心机v瓶瓶式式离离心心机机又又称称平平抛抛式式离离心心机机，是是一一类类结结构构简简单单的的实实验验室室常常用用的的低低中中速速离离心心机机，转转速速一一般般在在 3000-6000rpm3000-6000rpm。
v离心管，离心管，静止时垂直挂在转头上，静止时垂直挂在转头上，旋转时随着旋转时随着转子转动，从垂直悬吊上升到水平位置（约转子转动，从垂直悬吊上升到水平位置（约200-200-800rpm800rpm）v优点：优点：v瓶式离心机瓶式离心机颗粒在水平转子中的沉降是沿管子颗粒在水平转子中的沉降是沿管子 轴向移动轴向移动，样品便于收集样品便于收集v受振动和变速搅乱后对流现象小受振动和变速搅乱后对流现象小，v缺点：缺点：v但转头结构复杂，最高转速相对要低但转头结构复杂，最高转速相对要低v容量也小一些容量也小一些平抛式离心机转子平抛式离心机转子（）管式离心机（）管式离心机（tubular-bowl centrifugetubular-bowl centrifuge）o管式离心机：分为液管式离心机：分为液-液分离的液分离的连续式管式离心机和连续式管式离心机和液液-固分离固分离的间歇式管式离心机的间歇式管式离心机o管式离心机具有一个细长而高管式离心机具有一个细长而高速旋转的转鼓，速旋转的转鼓，o转鼓内装有纵向平板，转鼓内装有纵向平板，o其下部有进料口上部有重液其下部有进料口上部有重液液相出口液相出口管式离心机工作原理管式离心机工作原理o待处理的物料在一定压力（待处理的物料在一定压力（3103104 4 PaPa左右）下左右）下由进料管经底部空心轴进入鼓内，由进料管经底部空心轴进入鼓内，o靠挡板分布于鼓的四周，并使料液迅速达到与靠挡板分布于鼓的四周，并使料液迅速达到与转鼓相同的角速度。
转鼓相同的角速度o转鼓带动物料高速旋转，在离心力下，悬浮液转鼓带动物料高速旋转，在离心力下，悬浮液沿转鼓内壁向上流动的，料液在离心力场的作沿转鼓内壁向上流动的，料液在离心力场的作用下因其密度差的存在而分离用下因其密度差的存在而分离o澄清后的液相流动到转鼓上部的排液口排出澄清后的液相流动到转鼓上部的排液口排出o比重大的固体微粒逐渐沉积在转鼓内壁形成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，停机人工清除沉渣层，达到一定数量后，停机人工清除Tubular bowl管式离心机特点：管式离心机特点：o结构简单，可提供较大离心力，转速高，离心力强结构简单，可提供较大离心力，转速高，离心力强度高达度高达15000-6500015000-65000o管状离心机可以冷却，有利蛋白质分离管状离心机可以冷却，有利蛋白质分离o间歇操作，须定时拆卸、清洗间歇操作，须定时拆卸、清洗o适用于于分离乳浊液及含细颗粒的稀悬浮液，适用适用于于分离乳浊液及含细颗粒的稀悬浮液，适用于固含量低于于固含量低于1%1%，颗粒度小于，颗粒度小于5 5微米，黏度大的悬浮微米，黏度大的悬浮液澄清或固液两相密度差较小的分离。
液澄清或固液两相密度差较小的分离o多室式离心机的转鼓内有若干同心多室式离心机的转鼓内有若干同心圆筒组成的环状分离室圆筒组成的环状分离室o加长了被分离液体的流程，使液层加长了被分离液体的流程，使液层减薄，增加了沉降面积，减少了沉减薄，增加了沉降面积，减少了沉降距离o同时还有粒度筛分的作用，悬浮液同时还有粒度筛分的作用，悬浮液中的粗颗粒沉降到靠近内部的分离中的粗颗粒沉降到靠近内部的分离室壁上，细颗粒则沉降到靠近外部室壁上，细颗粒则沉降到靠近外部的室壁上，澄清的分离液经溢流排的室壁上，澄清的分离液经溢流排出o常用于抗菌素液液萃取分离，果常用于抗菌素液液萃取分离，果汁和酒类饮料的澄清等汁和酒类饮料的澄清等5）碟片式离心机）碟片式离心机disk-bowl centrifugedisk-bowl centrifugeo是在管式离心机的基础上发展起来的，在转鼓中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，加入了许多重迭的碟片，缩短了颗粒的沉降距离，提高了分离效率提高了分离效率o是生物工业中应用最为广泛的一种离心机是生物工业中应用最为广泛的一种离心机 o有一个密封的转鼓，内装十至上百有一个密封的转鼓，内装十至上百 个锥顶角为个锥顶角为60100锥形碟片。
锥形碟片o碟片间的距离一般为碟片间的距离一般为0.5-2.5mm，与被分离物料的性质有关与被分离物料的性质有关碟片式离心机工作原理碟片式离心机工作原理o当悬浮液在动压头的作用下，经中当悬浮液在动压头的作用下，经中心管流入高速旋转的碟片之间的间心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，隙时，便产生了惯性离心力，o其中密度较大的固体颗粒在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，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，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，沿碟片下表面向转子外围下滑，o而液体则由于密度小，在后续液体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，从套心流动，然后沿中心轴上升，从套管中排出，达到分离的目的管中排出，达到分离的目的 碟片式离心机类型碟片式离心机类型o人工排渣的碟片离心机（间歇式）人工排渣的碟片离心机（间歇式）碟片上不开孔，只有一个清液排出口沉积在转鼓内壁上碟片上不开孔，只有一个清液排出口沉积在转鼓内壁上的沉渣，间歇排出。
只适用于固体颗粒含量很少的悬浮液的沉渣，间歇排出只适用于固体颗粒含量很少的悬浮液o喷嘴排渣的碟片离心机（连续式）喷嘴排渣的碟片离心机（连续式）当固体颗粒含量较多时，可采用具有喷嘴排渣的碟式离当固体颗粒含量较多时，可采用具有喷嘴排渣的碟式离心沉降机在有特殊形状内壁的转鼓壁上开设若干喷嘴心沉降机在有特殊形状内壁的转鼓壁上开设若干喷嘴 图5.3 碟式分离机转鼓及物料流动示意图图5.4 喷嘴排渣碟式离心机o活门（活塞）排渣的碟片离心机活门（活塞）排渣的碟片离心机 这种离心机利用活门启闭排渣孔进这种离心机利用活门启闭排渣孔进行断续自动排渣行断续自动排渣操作时，由位于转鼓底部的环板状操作时，由位于转鼓底部的环板状活门的上下移动来控制排渣活门的上下移动来控制排渣图5.5 环阀(活塞)排渣碟式分离机示意因o活门（活塞）排渣的喷嘴碟片离心机活门（活塞）排渣的喷嘴碟片离心机 这是近年来开发的机型，它和相同直径的活塞机相这是近年来开发的机型，它和相。