分离机械是生产领域中原料药生产过程的主要工序设备,制药生产上使用的多分离机械为离心机,其设备有:三足式、螺旋式、管式、碟片式、旁滤式、吊袋式等型式的离心机等。由于使用环境、料液性质和工艺条件的性,作为药用的离心机就需要在设计上有更多地考虑,如材料、结构、物料输入输出方式、安全性、劳动强度、控制、清洗或消毒灭菌等要适应和满足生产工艺的要求。在实施 GMP 过程中,制造企业为适应生产,曾为减少人工污染和减轻劳动强度研发了提袋式离心机;为解决药物的多种腐蚀性和黏附性研制了涂聚苯硫醚离心机;为适于细、粘性物料还研制出旁侧过滤、无滤饼阻力过滤的旁滤式离心机等产品。
实验室离心机是利用旋转转头产生的离心力,使悬浮液或乳浊液中不同密度、不同颗粒大小的物质分离开来,或在分离的同时进行分析的仪器。应用领域广泛,适用于化工、食品、制药、环保、采矿、教学等实验室使用。常用实验室离心机属于人工上部卸料三足离心机结构。
离心机的型号确定后,就是选购什么样的离心转头。考虑的主要的根据就是样品的容量及离心的条件。通常有水平转头和角转头各一个,或大容量(相对较低速)的转头和小容量高转速的转头各一个即可满足工作中的不同需要,不可追求越全越好,因为离心转头种类很多,许多是相似的,而超速机的转头价格相当昂贵,如果全部配齐其价格要比离心机主机高出好几倍,也没有必要。由于转头转速的不同价格相差很大。从转速上讲不宜追求越高越好,但应有离心机允许的转速的转头,否则对离心机而言是个浪费。有两台离心机的单位可考虑转头型号互补以节省经费。
离心机的管理,从国内多年离心机的使用情况看,各类型离心机应由专人负责管理和维护。高、超速离心机要求定期检查维修,使用者应详细记录实验状态及维修情况,以保证离心机的安全使用。高、低速离心机由于操作简单,通过阅读说明书,训练离心机操作规程后可以自己使用。而超速离心机结构复杂,工作程序也较繁琐,使用不当易发生事故,特别对离心转头更应谨慎保养、使用。从国内多年使用、管理情况来看,专人保管、操作是仪器处于良好状态的保证。对管理、操作人员应进行培训,使他们不但熟悉操作,而且对仪器也应有所了解。
工业离心机诞生于欧洲,比如19世纪中叶,先后出现纺织品脱水用的三足式离心机,和制糖厂分离结晶砂糖用的上悬式离心机。这些早的离心机都是间歇操作和人工排渣的。
由于卸渣机构的改进,20世纪30年代出现了连续操作的离心机,间歇操作离心机也因实现了自动控制而得到发展。
工业用离心机按结构和分离要求,可分为过滤离心机、沉降离心机和分离机三类。
离心机有一个绕本身轴线高速旋转的圆筒,称为转鼓,通常由电动机驱动。悬浮液(或乳浊液)加入转鼓后,被迅速带动与转鼓同速旋转,在离心力作用下各组分分离,并分别排出。通常,转鼓转速越高,分离效果也越好。
离心分离机的作用原理有离心过滤和离心沉降两种。离心过滤是使悬浮液在离心力场下产生的离心压力,作用在过滤介质上,使液体通过过滤介质成为滤液,而固体颗粒被截留在过滤介质表面,从而实现液-固分离;离心沉降是利用悬浮液(或乳浊液)密度不同的各组分在离心力场中迅速沉降分层的原理,实现液-固(或液-液)分离。
碟片式离心机是立式离心机的一种,转鼓装在立轴上端,通过传动装置由电动机驱动而高速旋转。转鼓内有一组互相套叠在一起的碟形零件--碟片。碟片与碟片之间留有很小的间隙。悬浮液(或乳浊液)由位于转鼓中心的进料管加入转鼓。当悬浮液(或乳浊液)流过碟片之间的间隙时,固体颗粒(或液滴)在离心机作用下沉降到碟片上形成沉渣(或液层)。沉渣沿碟片表面滑动而脱离碟片并积聚在转鼓内直径的部位,分离后的液体从出液口排出转鼓。碟片的作用是缩短固体颗粒(或液滴)的沉降距离、扩大转鼓的沉降面积,转鼓中由于安装了碟片而提高了分离机的生产能力。积聚在转鼓内的固体在分离机停机后拆开转鼓由人工清除,或通过排渣机构在不停机的情况下从转鼓中排出。
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