这种离心机在生物分离中非常常见，可连续操作但结构复杂，价格较高。料液由管顶进，清液从加料口附近环行裂口流出和管式离心机最显著的区别在固体即非间歇式的被移出也不通过离心机管壁上的孔连续的去除填充固体的性质决定离心机类型第27页，共46页，星期日，2025年，2月5日假定一固体微粒位于（x，y）的位置x沿碟片间隙方向与碟片外沿距离y为微粒与最下面碟片外缘的距离R1内缘半径料液延碟片间隙向上运动，进入时在R0处，流出时R1处微粒、y向运动，在对流作用和离心沉降作用下dx/dt=ν0-νωsinθ(3.15)ν0为泵送作用下的流体速度第28页，共46页，星期日，2025年，2月5日νω为微粒在离心力作用下的运动速度θ为碟片与垂直方向上的夹角如果θ=0微粒只在对流作用下运动，等式就与3.8相等速度v0有三个重要特征：(1)比沉降速度Vw大很多(2)?v0是半径的函数，流体流向轴心时v0变大，因为流量Q是常数，半径变小，流动空间也变小(3)?V0是y的函数，即在碟片表面V0=0第29页，共46页，星期日，2025年，2月5日ν0=[Q/(2nπrl)]f(y)（3.16）\Q---液体的流量n---碟片数r---微粒与转鼓轴线间距离l---相邻碟片间隙宽度f(y)---碟片间流速变化的函数第30页，共46页，星期日，2025年，2月5日液体在y方向上v0的平均速度与其对流速度相等1/l∫0lν0dy=[Q/(n2πrl)](3.17)1/l∫0lf(y)dy=1(3.18)结合方程Eq.(3.15)(3.16)得到dx/dt=ν0-νωsinθ≒ν0=[Q/(n2πrl)]f(y)(3.19)因为对流速度要远大于沉降速度第31页，共46页，星期日，2025年，2月5日上式给出了碟片式离心机中的微粒的运动轨迹方程对难分离的微粒进行研究
这些微粒在碟片外缘进入，此时x=0，y=0如果在其离开隙道前刚好抵达上碟片底部,其坐标为x=(r0-r)/sinθ，y=l第32页，共46页，星期日，2025年，2月5日微粒在离心力场作用下,将沿碟片底部运动到碟片外边缘,汇集到滤渣中，再清除掉。根据上述临界条件分析，由微分方程（3.3-18）可写出其定积分方程第33页，共46页，星期日，2025年，2月5日第1页，共46页，星期日，2025年，2月5日大部分工业生物分离的第一步往往是将不溶物质从发酵液中除去。这些不溶性固体的浓度和颗粒大小的变化范围很宽。浓度可高达每单位体积含60%的不溶性固体，又可低至每单位体积仅含0.1%。第2页，共46页，星期日，2025年，2月5日粒径的变化可以从直径约为1um的微生物，到直径为1mm的不溶性物质。对于这些浓度较小，粒径较大，硬度较强的不溶物，，我们可以采用过滤方法分离。在前一章中，我们讲述了过滤法，包括助滤剂的应用。有些发酵液中，使用助滤剂有利于过滤分离，而还有一些发酵液则不行。第3页，共46页，星期日，2025年，2月5日当发酵液不易被过滤纯化时，我们可以采用离心的方法来分离，这也是这章的主题。与过滤设备相比，离心设备的价格昂贵。但当固体颗粒细小而难以过滤时，离心操作往显得十分有效。第4页，共46页，星期日，2025年，2月5日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，当静置悬浮液时，密度较大的固体颗粒在重力作用下逐渐下沉，这一过程称为沉降。由于沉降和离心相似，这儿就放在一块讨论。第5页，共46页，星期日，2025年，2月5日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较低的滤饼。但是，对大多数生物发酵液可以离心但不能有效地过滤分离，所以离心往往是很有效的方法。第6页，共46页，星期日，2025年，2月5日A.颗粒的沉降当一固体微粒通过无限连续介质时，它的运动速度受两种力的影响：一是微粒受到因微粒和流体介质间密度不同而产生的浮力作用；二是微粒所受到的流体阻力作用。第7页，共46页，星期日，2025