臥螺離心機在分離蛋白中的應(yīng)用
行業(yè)動態(tài)
一、離心的受力分析
臥螺離心機在分離蛋白工藝中的作用是實現(xiàn)固液兩相的分離。在離心機中，懸浮在溶液中的固體顆粒受到離心力以及與此相反的浮力和流動阻力的作用而沉降，物料得以分離正是其上述各個力的綜合結(jié)果。
其中，離心力是一個機械參數(shù)，浮力取決于液體密度，流動阻力取決于顆粒的尺寸、形狀以及液體的黏度。在分離蛋白生產(chǎn)中，液體的黏度主要受溫度影響。液體與沉降的固體所產(chǎn)生的摩擦力以及螺旋旋轉(zhuǎn)的旋流和轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的攪動，產(chǎn)生一個綜合性的動力效應(yīng)，對離心機內(nèi)的半靜態(tài)沉降產(chǎn)生強烈的效果。
二、離心機的構(gòu)造
主構(gòu)件是一個高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓，提供離心力。液料由一根長管引入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，由于機件的轉(zhuǎn)動摩擦接觸而被加速旋轉(zhuǎn)。在離心力作用下，固相沉積在轉(zhuǎn)鼓壁上，而液相由溢流孔溢出，另一端，轉(zhuǎn)鼓直徑逐漸縮小到小于溢流孔那端，并設(shè)置徑向卸料口。為使固相順利排出，轉(zhuǎn)鼓內(nèi)安置了一個螺旋推進器。我們可先假設(shè)螺旋和轉(zhuǎn)鼓同速運轉(zhuǎn)。螺旋把進入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的液料的軸向運動轉(zhuǎn)化為螺旋運動。當流量不變，螺旋運動引起液料運動路線變長，同時增加了流速。當一個相對于轉(zhuǎn)鼓較小的轉(zhuǎn)速加到螺旋時，就產(chǎn)生了一個將固相推到轉(zhuǎn)鼓錐端的推動力。
三、堿提、酸沉中針對離心機的調(diào)整思路
在分離蛋白的生產(chǎn)工藝中，離心機的作用是不可估量的，它直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。因此有必要探索在不同工段離心機的調(diào)整思路，以便更好的服務(wù)于生產(chǎn)。
堿提工段離心的目的在于將提取的蛋白與不溶性物質(zhì)分離。依照前人實際經(jīng)驗，堿提后的蛋白尺寸可以分為兩個范圍，一類是類似于糖溶液，尺寸范圍小于1nm，屬于真溶液。而另外一部分，尺寸范圍在1nm-10nm之間，屬于膠體，當堿提時長時間較高溫度和PH下降，蛋白就有可能聚集而引起尺寸變大，在離心分離時第二部分是不易得到的。若離心機參數(shù)不合適，第二部分的蛋白將被離心沉降而隨沉渣進入固相。因此在堿提階段，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速不應(yīng)一味的升高，同時我們可以適度增大溢流半徑，或者提高差轉(zhuǎn)速來增加離心機內(nèi)部的湍流效應(yīng)，而使處于離心機接近固相的蛋白重新攪起而進入液相。
在堿提階段，離心機的目標參數(shù)為豆渣中的蛋白含量，另外還有豆渣含水量，液相含固量。在順利排渣的情況下，豆渣的含水率降低是有利于降低豆渣的蛋白點的。根據(jù)固液萃取理論，存在于沉渣中的蛋白濃度是大于液相中的蛋白濃度的。隨著豆渣中的水擠出，溶解于水的蛋白也隨著流走，導(dǎo)致豆渣的蛋白含量減少。液相中的含固量（我們可以認同為離心含雜），可以作為調(diào)節(jié)成品的蛋白含量的參數(shù)之一。
在酸沉階段，蛋白經(jīng)過等電沉淀，以顆粒的形態(tài)存在于溶液中，等電沉淀的好壞直接影響顆粒的大小和緊密程度，它們的尺寸范圍在1-10μm。酸沉分離的目的在于將蛋白顆粒與溶于水的可溶成分分離，蛋白從離心機的固相被分離。轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)數(shù)的提高，液池深度的增大，差轉(zhuǎn)速的降低均可減少液相的含固率，而提高固相的回收率，從而提高得率。在酸沉階段，離心機的目標參數(shù)為液相的含固率。固相的含水率可以作為調(diào)節(jié)成品的蛋白含量的手段之一，隨著含水率的降低，成品的蛋白點將會提高。
