離心機(jī)知識(shí)詳解.doc

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離心機(jī)知識(shí)詳解 摘要：離心就是利用離心機(jī)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的強(qiáng)大的離心力，加快液體中顆粒的沉降速度，把樣品中不同沉降系數(shù)和浮力密度的物質(zhì)分離開(kāi)。所以需要利用離心機(jī)產(chǎn)生強(qiáng)大的離心力，才能迫使這些微?？朔U(kuò)散產(chǎn)生沉降運(yùn)動(dòng)。 　　 概括 　　 離心機(jī)是利用離心力，分離液體與固體顆?；蛞后w與液體的混合物中各組分的機(jī)械。離心機(jī)主要用于將懸浮液中的固體顆粒與液體分開(kāi)；或?qū)⑷闈嵋褐袃煞N密度不同，又互不相溶的液體分開(kāi)(例如從牛奶中分離出奶油)；它也可用于排除濕固體中的液體，例如用洗衣機(jī)甩干濕 衣服；特殊的超速管式分離機(jī)還可分離不同密度的氣體混合物；利用不同密度或粒度的固體顆粒在液體中沉降速度不同的特點(diǎn)，有的沉降離心機(jī)還可對(duì)固體顆粒按密 度或粒度進(jìn)行分級(jí)。 　　 離心機(jī)大量應(yīng)用于化工、石油、食品、制藥、選礦、煤炭、水處理和船舶等部門(mén)。 　　 選擇離心機(jī)須根據(jù)懸浮液(或乳濁液)中固體顆粒的大小和濃度、固體與液體(或兩種液體)的密度差、液體粘度、濾渣(或沉渣)的特性。 　　 價(jià)格 　　 國(guó)產(chǎn)的離心機(jī)和進(jìn)口的離心機(jī)差別不是很大，國(guó)內(nèi)已撐握離心機(jī)的核心技術(shù)。同等檔次的離心機(jī)相互之間的價(jià)格差別不是很大，主要區(qū)分在性能和配置方面。 　　 主機(jī)的差別是在性能方面，帶冷凍的離心機(jī)要比普通的貴很多，有的離心機(jī)還有加熱功能，控制程序越多的離心機(jī)價(jià)格越高。差別較大是配置方面，有時(shí)候往往附件的價(jià)格會(huì)比主機(jī)的價(jià)格還高。選購(gòu)時(shí)要注意，除主機(jī)外，選擇的轉(zhuǎn)子(數(shù)量和種類(lèi))，再加上必要的離心管、管套，特殊的離心瓶或者血袋，所有這些加起來(lái)才是一個(gè)完整的離心機(jī)的價(jià)格。 　　 離心原理 　　 當(dāng)含有細(xì)小顆粒的懸浮液靜置不動(dòng)時(shí)，由于重力場(chǎng)的作用使得懸浮的顆粒逐漸下沉。粒子越重，下沉越快，反之密度比液體小的粒子就會(huì)上浮。微粒在重力場(chǎng)下移動(dòng)的 速度與微粒的大小、形態(tài)和密度有關(guān)，并且又與重力場(chǎng)的強(qiáng)度及液體的粘度有關(guān)。象紅血球大小的顆粒，直徑為數(shù)微米，就可以在通常重力作用下觀察到它們的沉降過(guò)程。 　　 此外，物質(zhì)在介質(zhì)中沉降時(shí)還伴隨有擴(kuò)散現(xiàn)象。擴(kuò)散是無(wú)條件的絕對(duì)的。擴(kuò)散與物質(zhì)的質(zhì)量成反比，顆粒越小擴(kuò)散越嚴(yán)重。而沉降是相對(duì)的，有條件的，要受到外力才能運(yùn)動(dòng)。沉降與物 體重量成正比，顆粒越大沉降越快。對(duì)小于幾微米的微粒如病毒或蛋白質(zhì)等，它們?cè)谌芤褐谐赡z體或半膠體狀態(tài)，僅僅利用重力是不可能觀察到沉降過(guò)程的。因?yàn)轭w 粒越小沉降越慢，而擴(kuò)散現(xiàn)象則越嚴(yán)重。所以需要利用離心機(jī)產(chǎn)生強(qiáng)大的離心力，才能迫使這些微?？朔U(kuò)散產(chǎn)生沉降運(yùn)動(dòng)。 　　 離心就是利用離心機(jī)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的強(qiáng)大的離心力，加快液體中顆粒的沉降速度，把樣品中不同沉降系數(shù)和浮力密度的物質(zhì)分離開(kāi)。 　　 離心力(g)和轉(zhuǎn)速(rpm)之間的換算 　　 離心力G和轉(zhuǎn)速RPM之間的換算其換算公式如下： 　　 G=1.1110^(-5)R(rpm)^2 　　 其中，G為離心力，一般以g(重力加速度)的倍數(shù)來(lái)表示。 　　 10^(-5) 即10的負(fù)五次方，(rpm)^2轉(zhuǎn)速的平方，R為半徑，單位為厘米。 　　 例如，離心半徑為10厘米，轉(zhuǎn)速為8000RPM，其離心力為： 　　G=1.11*10(-5)*10*(8000)2=7104 　　 即離心力為7104g. 　　 而當(dāng)離心力為8000g 時(shí)，其轉(zhuǎn)速應(yīng)為：8489即約為8500rpm。 　　 分類(lèi) 　　 按分離因素Fr值分 　　 可將離心機(jī)分為以下幾種型式： 　　 1、 常速離心機(jī) 　　 Fr≤3500(一般為600~1200)，這種離心機(jī)的轉(zhuǎn)速較低，直徑較大。 　　 2、高速離心機(jī) 　　 Fr=3500~50000，這種離心機(jī)的轉(zhuǎn)速較高，一般轉(zhuǎn)鼓直徑較小，而長(zhǎng)度較長(zhǎng)。 　　 3、超高速離心機(jī) 　　 Fr>50000，由于轉(zhuǎn)速很高(50000r/min以上)，所以轉(zhuǎn)鼓做成細(xì)長(zhǎng)管式。 　　 分離因素Fr是指物料在離心力場(chǎng)中所受的離心力，與物料在重力場(chǎng)中所受到的重力之比值。 　　 按操作方式分 　　 可將離心機(jī)分為以下型式： 　　 1、 間隙式離心機(jī) 　　 其加料、分離、洗滌和卸渣等過(guò)程都是間隙操作，并采用人工、重力或機(jī)械方法卸渣，如三足式和上懸式離心機(jī)。 　　 2、連續(xù)式離心機(jī) 　　 其進(jìn)料、分離、洗滌和卸渣等過(guò)程，有間隙自動(dòng)進(jìn)行和連續(xù)自動(dòng)進(jìn)行兩種。 　　 按卸渣方式分 　　 可將離心機(jī)分為一下型式： 　　 1、 刮刀卸料離心機(jī) 　　 工序間接，操作自動(dòng)。 　　 2、活塞推料離心機(jī) 　　 工序半連續(xù)，操作自動(dòng)。 　　 3、 螺旋卸料離心機(jī) 　　 工序連續(xù)，操作自動(dòng)。 　　 4、離心力卸料離心機(jī) 　　 工序連續(xù)，操作自動(dòng)。 　　 5、 振動(dòng)卸料離心機(jī) 　　 工序連續(xù)，操作自動(dòng)。 　　 6、顛動(dòng)卸料離心機(jī) 　　 工序連續(xù)，操作自動(dòng)。 　　 按工藝用途 　　 可將離心機(jī)分為：過(guò)濾式離心機(jī)、沉降式離心機(jī)。 　　 按安裝的方式分 　　 還可將其分為立式、臥式、傾斜式、上懸式和三足式等。 　　 按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與市場(chǎng)使用份額分為以下四種 　　 1。三足式離心機(jī) 　　 2。臥式螺旋離心機(jī) 　　 3。碟片式分離機(jī) 　　 4。管式分離機(jī) 　　 歷史發(fā)展 　　 中國(guó)古代，人們用繩索的一端系住陶罐，手握繩索的另一端，旋轉(zhuǎn)甩動(dòng)陶罐，產(chǎn)生離心力擠壓出陶罐中蜂蜜，這就是離心分離原理的早期應(yīng)用。 　　 工業(yè)離心機(jī)誕生于歐洲，比如19世紀(jì)中葉，先后出現(xiàn)紡織品脫水用的三足式離心機(jī)，和制糖廠分離結(jié)晶砂糖用的上懸式離心機(jī)。這些最早的離心機(jī)都是間歇操作和人工排渣的。 　　由于卸渣機(jī)構(gòu)的改進(jìn)，20世紀(jì)30年代出現(xiàn)了連續(xù)操作的離心機(jī)，間歇操作離心機(jī)也因?qū)崿F(xiàn)了自動(dòng)控制而得到發(fā)展。 　　 工業(yè)用離心機(jī)按結(jié)構(gòu)和分離要求，可分為過(guò)濾離心機(jī)、沉降離心機(jī)和分離機(jī)三類(lèi)。 　　離心機(jī)有一個(gè)繞本身軸線高速旋轉(zhuǎn)的圓筒，稱(chēng)為轉(zhuǎn)鼓，通常由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。懸浮液(或乳濁液)加入轉(zhuǎn)鼓后，被迅速帶動(dòng)與轉(zhuǎn)鼓同速旋轉(zhuǎn)，在離心力作用下各組分分離，并分別排出。通常，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速越高，分離效果也越好。 　　 離心分離機(jī)的作用原理有離心過(guò)濾和離心沉降兩種。離心過(guò)濾是使懸浮液在離心力場(chǎng)下產(chǎn)生的離心壓力，作用在過(guò)濾介質(zhì) 上，使液體通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)成為濾液，而固體顆粒被截留在過(guò)濾介質(zhì)表面，從而實(shí)現(xiàn)液-固分離；離心沉降是利用懸浮液(或乳濁液)密度不同的各組分在離心力場(chǎng)中 迅速沉降分層的原理，實(shí)現(xiàn)液-固(或液-液)分離。 　　 還有一類(lèi)實(shí)驗(yàn)分析用的分離機(jī)，可進(jìn)行液體澄清和固體顆粒富集，或液-液分離，這類(lèi)分離機(jī)有常壓、真空、冷凍條件下操作的不同結(jié)構(gòu)型式。 　　 衡量離心分離機(jī)分離性能的重要指標(biāo)是分離因數(shù)。它表示被分離物料在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)所受的離心力與其重力的比值，分離因數(shù)越 大，通常分離也越迅速，分離效果越好。工業(yè)用離心分離機(jī)的分離因數(shù)一般為100～20000，超速管式分離機(jī)的分離因數(shù)可高達(dá)62000，分析用超速分離 機(jī)的分離因數(shù)最高達(dá)610000。決定離心分離機(jī)處理能力的另一因素是轉(zhuǎn)鼓的工作面積，工作面積大處理能力也大。 　　 過(guò)濾離心機(jī)和沉降離心機(jī)，主要依靠加大轉(zhuǎn)鼓直徑來(lái)擴(kuò)大轉(zhuǎn)鼓圓周上的工作面；分離機(jī)除轉(zhuǎn)鼓圓周壁外，還有附加工作面，如碟式分離機(jī)的碟片和室式分離機(jī)的內(nèi)筒，顯著增大了沉降工作面。 　　 此外，懸浮液中固體顆粒越細(xì)則分離越困難，濾液或分離液中帶走的細(xì)顆粒會(huì)增加，在這種情況下，離心分離機(jī)需要有較高 的分離因數(shù)才能有效地分離；懸浮液中液體粘度大時(shí)，分離速度減慢；懸浮液或乳濁液各組分的密度差大，對(duì)離心沉降有利，而懸浮液離心過(guò)濾則不要求各組分有密 度差。 　　 選擇離心分離機(jī)須根據(jù)懸浮液(或乳濁液)中固體顆粒的大小和濃度、固體與液體(或兩種液體)的密度差、液體粘度、濾 渣(或沉渣)的特性，以及分離的要求等進(jìn)行綜合分析，滿(mǎn)足對(duì)濾渣(沉渣)含濕量和濾液(分離液)澄清度的要求，初步選擇采用哪一類(lèi)離心分離機(jī)。然后按處理 量和對(duì)操作的自動(dòng)化要求，確定離心機(jī)的類(lèi)型和規(guī)格，最后經(jīng)實(shí)際試驗(yàn)驗(yàn)證。 　　 通常，對(duì)于含有粒度大于0.01毫米顆粒的懸浮液，可選用過(guò)濾離心機(jī)；對(duì)于懸浮液中顆粒細(xì)小或可壓縮變形的，則宜選用沉降離心機(jī)；對(duì)于懸浮液含固體量低、顆粒微小和對(duì)液體澄清度要求高時(shí)，應(yīng)選用分離機(jī)。 　　 離心分離機(jī)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)將是強(qiáng)化分離性能、發(fā)展大型的離心分離機(jī)、改進(jìn)卸渣機(jī)構(gòu)、增加專(zhuān)用和組合轉(zhuǎn)鼓離心機(jī)、加強(qiáng)分離理論研究和研究離心分離過(guò)程最佳化控制技術(shù)等。 　　強(qiáng)化分離性能包括提高轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速；在離心分離過(guò)程中增加新的推動(dòng)力；加快推渣速度；增大轉(zhuǎn)鼓長(zhǎng)度使離心沉降分離的時(shí)間 延長(zhǎng)等。發(fā)展大型的離心分離機(jī)，主要是加大轉(zhuǎn)鼓直徑和采用雙面轉(zhuǎn)鼓提高處理能力使處理單位體積物料的設(shè)備投資、能耗和維修費(fèi)降低。理論研究方面，主要研究 轉(zhuǎn)鼓內(nèi)流體流動(dòng)狀況和濾渣形成機(jī)理，研究最小分離度和處理能力的計(jì)算方法。 　　 日常保養(yǎng) 　　 轉(zhuǎn)鼓 　　 離心機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)前應(yīng)先切斷電源并先松開(kāi)離心機(jī)剎車(chē)，可以手試轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)鼓，看有無(wú)咬煞情況。 　　檢查其他部位有無(wú)松動(dòng)及不正常情況。 　　 接通電源依順時(shí)針?lè)较蜷_(kāi)車(chē)啟動(dòng)(通常從靜止?fàn)顟B(tài)到正常運(yùn)轉(zhuǎn)約需40-60秒左右)。 　　通常每臺(tái)設(shè)備到廠后均須空車(chē)運(yùn)轉(zhuǎn)3小時(shí)左右，無(wú)異常情況即可工作。 　　 物料盡可能要放置均勻。 　　 必須專(zhuān)人操作，容量不得超過(guò)額定量。 　　 嚴(yán)禁機(jī)器超速運(yùn)轉(zhuǎn)，以免影響機(jī)器使用壽命。 　　 機(jī)器開(kāi)動(dòng)后，若有異常情況必須停車(chē)檢查，必要時(shí)需予以拆洗修理。 　　 離心機(jī)工作時(shí)是高速運(yùn)轉(zhuǎn)，因此切不可用身體觸及其轉(zhuǎn)鼓，以防意外。 　　 濾布的目數(shù)應(yīng)根據(jù)所分離物料的固相顆粒的大小而定，否則影響分離效果。另外濾布安裝時(shí)應(yīng)將濾布 　　 密封圈嵌入轉(zhuǎn)鼓密封槽內(nèi)，以防物料跑入。 　　 為確保離心機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)部件請(qǐng)每隔6個(gè)月后加油保養(yǎng)一次。同時(shí)查看軸承處運(yùn)轉(zhuǎn)潤(rùn)滑情況，有無(wú)磨損現(xiàn)象；制動(dòng)裝置中的部件是否有磨損情況，嚴(yán)重的予以更換；軸承蓋有無(wú)漏油情況。 　　 機(jī)器使用完畢，應(yīng)作好清潔工作，保持機(jī)器整潔。 　　 不要將非防腐型離心機(jī)與于高腐蝕性物料的分離；另外嚴(yán)格按照設(shè)備要求、規(guī)定操作，非防爆型離心機(jī)切不可用于易燃、易爆場(chǎng)合。 　　 “喘振” 　　 制冷離心式機(jī)組的離心機(jī)常發(fā)生“喘振”現(xiàn)象。 　　 制冷離心壓縮機(jī)原理是將大分子量的制冷劑通過(guò)高速運(yùn)動(dòng)將其積壓到小的空間進(jìn)行壓縮，然后通過(guò)降溫進(jìn)行冷凝。 　　 離心式冷水機(jī)組能量調(diào)節(jié)方式是靠調(diào)節(jié)高速轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)片角度來(lái)調(diào)節(jié)壓縮比 　　 當(dāng)供冷量下降的時(shí)候，導(dǎo)片做的功降低，壓縮出去的氣體壓力和吸入壓縮機(jī)的氣體壓力相近，導(dǎo)致氣體回流產(chǎn)生機(jī)械的強(qiáng)迫震動(dòng)。(也稱(chēng)“喘振”)喘振會(huì)造成機(jī)械部件的損壞。 　　離心機(jī)的發(fā)展離心機(jī)是將樣品進(jìn)行分離的儀器，廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、石油化工、農(nóng)業(yè)、食品衛(wèi)生等領(lǐng)域，它利用不同物質(zhì)在離心力場(chǎng)中沉淀速度的差異，實(shí)現(xiàn)樣品的分析分離。離心機(jī)自問(wèn)世以來(lái)，歷經(jīng)低速、調(diào)整、超速的變遷，其進(jìn)展主要體現(xiàn)在離心設(shè)備和離心技術(shù)兩方面，二者相輔相成。從轉(zhuǎn)速看，臺(tái)式離心機(jī)基本屬于低速、高速離心機(jī)的范疇，因此具有低速和高速離心機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)主要由電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)、轉(zhuǎn)頭和系統(tǒng)控制等幾部分組成，與落地式離心機(jī)相比只不過(guò)是尺寸和容量小一點(diǎn)罷了。通用臺(tái)式離心機(jī)的發(fā)展已經(jīng)模糊了低速、高速、微量和大容量離心機(jī)的界線，眾多的轉(zhuǎn)頭為科研人員提供相當(dāng)廣泛的應(yīng)用范圍，成為科研實(shí)驗(yàn)室首選機(jī)型，如美國(guó)的Sorvall的ST2l，德國(guó)Heraeus新機(jī)型 Biofuge Stratos等。 　　 航天應(yīng)用 　　 為了讓宇航員適應(yīng)火箭升空時(shí)的巨大加速度，常用離心機(jī)來(lái)模擬此壓力，在火箭中受到的壓力是自身體重的8倍，如果宇航員未經(jīng)訓(xùn)練，可能會(huì)被巨大的壓力壓死。所以，這種訓(xùn)練是宇航員的必修課。 　　 不同角度 　　 藥品生產(chǎn)行業(yè)在積極貫徹 GMP 的同時(shí)，為醫(yī)藥工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)的制藥裝備行業(yè)相應(yīng)提出了《制藥裝備符合藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范的通則》等指導(dǎo)性標(biāo)準(zhǔn)，以配合規(guī)范的實(shí)施。這里制藥裝備所提出的 “符合”與制藥行業(yè)的“貫徹”表達(dá)出制造方和使用方兩者有著不“符合”就不能很好的“貫徹”，要“貫徹”就必須“符合”的不可分割的聯(lián)系。在討論分離機(jī)械 產(chǎn)品符合 GMP 問(wèn)題前，先了解一下制藥行業(yè) GMP 的實(shí)施情況，再?gòu)闹扑幯b備產(chǎn)品符合 GMP 角度來(lái)探討分離機(jī)械符合 GMP 的問(wèn)題。 　　 1、 制藥行業(yè)實(shí)施GMP的概況 　　 GMP源自 1962 年美國(guó) FDA 為保證藥品生產(chǎn)質(zhì)量的管理需要應(yīng)運(yùn)而生的，1969 年世界衛(wèi)生組織(WHO)將 GMP 推向了世界，我國(guó)在 1988 年公布 GMP 后又先后進(jìn)行了兩次修訂，GMP 真正得到廣泛重視和強(qiáng)化實(shí)施是在 1998 年修訂以后。GMP 在制藥行業(yè)里有著很強(qiáng)的權(quán)威性和約束性，其強(qiáng)制貫徹的力度之大前所未有，國(guó)家和企業(yè)都投入了相當(dāng)巨大的精力、財(cái)力、物力和人力，國(guó)內(nèi)未取得藥品 GMP 認(rèn)證的企業(yè)被叫停；通過(guò)GMP 認(rèn)證的藥品生產(chǎn)企業(yè)，其設(shè)施、設(shè)備、工藝技術(shù)等被大幅更新，生產(chǎn)環(huán)境、生產(chǎn)條件得到了比較徹底的改變，藥品生產(chǎn)安全和藥品質(zhì)量有了明顯的提高，對(duì)藥品生產(chǎn) 企業(yè)可以說(shuō)經(jīng)過(guò)的是脫胎換骨的變化。從 GMP 的貫徹情況來(lái)看，我國(guó)現(xiàn)在實(shí)行的 GMP 是以世界衛(wèi)生組織 WHO 推薦給各國(guó)指導(dǎo)實(shí)施的“國(guó)際化”范本為基礎(chǔ)制而定的，與美歐等發(fā)達(dá)國(guó)家實(shí)行的 cGMP 又稱(chēng)動(dòng)態(tài)藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范)還有著較大差距，關(guān)鍵是靜態(tài)過(guò)程管理和動(dòng)態(tài)過(guò)程管理的區(qū)別。就我國(guó) GMP 的實(shí)施水平而言，只能說(shuō)明我國(guó)藥品的生產(chǎn)管理與國(guó)際接上了軌，在國(guó)際貿(mào)易中我國(guó)的“GMP 認(rèn)證”還尚缺乏發(fā)達(dá)國(guó)家的認(rèn)可，所以 cGMP 就成為我國(guó)藥品生產(chǎn)管理轉(zhuǎn)向全過(guò)程質(zhì)量控制與更為有效的實(shí)施目標(biāo)。2006 年國(guó)內(nèi)出現(xiàn)的“欣弗”事件，是某藥企不嚴(yán)格貫徹滅菌規(guī)程的一個(gè)典型事例，因此迫切需要 GMP 朝著“治本”方向深化，國(guó)家也正在加大整治力度，2006 年國(guó)家藥品監(jiān)督專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)收回 86 張 GMP 證書(shū)，有些企業(yè)受利益驅(qū)使，取證中出現(xiàn)借用設(shè)備或儀器應(yīng)付，過(guò)后又停用，其危及公眾用藥的安全。國(guó)內(nèi)中藥、獸藥、食品行業(yè)也都在采用 GMP的管理方法，據(jù)悉國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理局已有組織制定 cGMP 的考慮。因此，“十一五”期間制藥行業(yè)還將面臨質(zhì)量管理的再次上臺(tái)階。 　　 2、 符合GMP是制藥裝備發(fā)展的基本原則 　　 藥品的生產(chǎn)和生產(chǎn)質(zhì)量與制藥設(shè)備的因素息息相關(guān)，GMP 的意義是把影響藥品生產(chǎn)質(zhì)量的人為差錯(cuò)減到最低，防止一切對(duì)藥物的污染、交叉污染和使藥品質(zhì)量下降的發(fā)生，確保藥品安全和生產(chǎn)質(zhì)量的萬(wàn)無(wú)一失，因此決定了制藥裝備的發(fā)展也必須符合這個(gè)原則。 　　制藥設(shè)備在作為藥品生產(chǎn)手段的同時(shí)，又是不可忽視的污染因素之一。美 FDA 曾針對(duì)污染輸液所至觸目驚心的藥難事件(即發(fā)生在 20 世紀(jì) 60 年代一度頻頻爆發(fā)的敗血癥案)展開(kāi)調(diào)查，得出的結(jié)論出乎意料，并非是 企業(yè)沒(méi)做無(wú)菌檢查或違反藥事法規(guī)，而是在于無(wú)菌檢查本身的局限性、設(shè)備或系統(tǒng)設(shè)計(jì)的缺陷以及生產(chǎn)過(guò)程的偏差，導(dǎo)致如：(1)設(shè)備上的壓力表及溫度顯示與實(shí) 際部位的需要并不一致而未達(dá)到滅菌要求；(2)設(shè)備密封缺陷導(dǎo)致藥品再次受污染等。另外出現(xiàn)問(wèn)題還涉及制造設(shè)備的材料、所使用的介質(zhì)、設(shè)備的結(jié)構(gòu)(防靜 電、防爆、密封、潤(rùn)滑、清洗結(jié)構(gòu))、操作方法以至設(shè)備排放(散塵、散熱、廢氣、廢水)等。由于制藥加工設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、使用等環(huán)節(jié)都可能存在引發(fā)污染和 交叉污染的潛在危險(xiǎn)，F(xiàn)DA 將其原因歸結(jié)為“過(guò)程失控”，故提出對(duì)藥品生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行管理和對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行驗(yàn)證的規(guī)定，誕生了GMP，使制藥用設(shè)備區(qū)別于一般用途機(jī)械而處在受監(jiān)控的狀 態(tài)，這是 GMP 對(duì)制藥生產(chǎn)設(shè)備的明確觀點(diǎn)。鑒于GMP 有對(duì)制藥設(shè)備的專(zhuān)門(mén)要求，以及制藥設(shè)備所涉及的各種藥物性狀(熱敏性、黏附性、吸濕性、揮發(fā)性、反應(yīng)等)、劑型(膜劑、膏劑、栓劑、氣霧劑、輸液劑、片 劑、膠囊微丸劑等)、制藥工藝方法或過(guò)程(反應(yīng)、結(jié)晶、發(fā)酵、蒸餾、萃取、分離、濃縮、真空及微波干燥、篩分、濕熱及干熱滅菌、粉碎、切制、選別、洗烘、 潤(rùn)炒、藥用純水及純蒸汽制取)等，使得制藥裝備成為一個(gè)跨學(xué)科、融合多領(lǐng)域技術(shù)、多元化產(chǎn)品的特殊性行業(yè)。在制藥企業(yè)中都設(shè)有 GMP 驗(yàn)證的專(zhuān)門(mén)組織或機(jī)構(gòu)，設(shè)備驗(yàn)證已成為制藥企業(yè)在設(shè)備購(gòu)置或投用前進(jìn)行的例行工作，并正在成為對(duì)質(zhì)量更具說(shuō)服力的一種市場(chǎng)認(rèn)可方式，無(wú)形中成了使用方選 擇、評(píng)價(jià)制藥機(jī)械產(chǎn)品的一種手段。驗(yàn)證驅(qū)使裝備制造企業(yè)間的產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)更加激烈，使制造方不得不關(guān)注自己產(chǎn)品的性能和水平，設(shè)備的驗(yàn)證讓企業(yè)感受到了產(chǎn)品生 產(chǎn)與市場(chǎng)的接軌和 ISO 所提出的社會(huì)責(zé)任標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)涵。 　　 為引導(dǎo)制藥裝備行業(yè)內(nèi) GMP 的開(kāi)展，行業(yè)相繼制定了《制藥裝備符合藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范的通則》、《制藥機(jī)械(設(shè)備)驗(yàn)證導(dǎo)則》等指導(dǎo)性標(biāo)準(zhǔn)。隨著 GMP 的發(fā)生，產(chǎn)生了 URS(用戶(hù)需求標(biāo)準(zhǔn))、CIP(在位清洗)、SIP(在位滅菌)、TTW(穿墻隔離技術(shù))、無(wú)塵對(duì)接傳遞系統(tǒng)、不見(jiàn)陽(yáng)光的結(jié)構(gòu)等許多新的設(shè)計(jì)方法和新的 行業(yè)術(shù)語(yǔ)。GMP 對(duì)制藥設(shè)備的要求基本可歸納有以下方面： 　　 (1) 凈化、清洗和滅菌方面：凈化，對(duì)設(shè)備來(lái)講包含兩層意思，即設(shè)備自身不對(duì)生產(chǎn)環(huán)境形成污染及不對(duì)藥物安全構(gòu)成威 脅；清洗和滅菌，設(shè)備的在位清洗和在位滅菌技術(shù)(指系統(tǒng)或機(jī)構(gòu)在原安裝位置不作任何移動(dòng)和改變條件下進(jìn)行清洗或滅菌的功能)是有效控制交叉污染的方法，但 需設(shè)備結(jié)構(gòu)上與控制上的技術(shù)支持。 　　 (2) 材質(zhì)、外觀和安全設(shè)計(jì)方面：制造設(shè)備的材料不得對(duì)藥品性質(zhì)、純度、質(zhì)量產(chǎn)生影響，應(yīng)無(wú)毒、耐腐蝕且不與所接觸 物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，不產(chǎn)生吸附作用，不產(chǎn)生微粒；外觀的簡(jiǎn)潔是達(dá)到完全清洗或清潔目的的前提條件；安全保護(hù)也包含了兩層意思，一是從藥物安全講，設(shè)備不得 使藥物性質(zhì)和質(zhì)量發(fā)生改變；二是設(shè)備操作和運(yùn)行的安全及保護(hù)性能。 　　 (3) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面：設(shè)備中機(jī)械動(dòng)力構(gòu)件與物料等接觸的情況很多，常常又是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上很難處理的(如粉體混合、動(dòng)軸 密封等與藥物接觸部分的不良結(jié)構(gòu)極易形成污染)。此外，還涉及到簡(jiǎn)潔和光滑設(shè)計(jì)、潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)和潤(rùn)滑劑的選擇、局部百級(jí)空氣層流凈化、設(shè)備使用中自身因素對(duì)環(huán) 境和藥物的影響與威脅等方面，都是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)須十分注意的。 　　 (4) 在線檢測(cè)、控制和驗(yàn)證方面：在線檢測(cè)、控制是滿(mǎn)足安全和連續(xù)化生產(chǎn)的條件，需要數(shù)顯、分析、記錄、程控、報(bào)警 等先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用。驗(yàn)證是對(duì)制藥設(shè)備質(zhì)量進(jìn)行系統(tǒng)確認(rèn)的有文件證明的活動(dòng)，其包括設(shè)計(jì)確認(rèn)、安裝確認(rèn)、運(yùn)行確認(rèn)和性能確認(rèn) 4 個(gè)階段，使用方對(duì)設(shè)備要經(jīng)過(guò)以上驗(yàn)證，合格后方可投入使用，制藥裝備制造方在研發(fā)階段就必須注重產(chǎn)品設(shè)計(jì)要符合 GMP。 　　 (5) 相關(guān)公用工程方面：設(shè)備不是獨(dú)立存在的，制藥設(shè)備所用介質(zhì)(水、氣、汽等)和設(shè)備發(fā)散因素對(duì)藥品生產(chǎn)的安全也有著不可忽略的影響，同樣，也涉及到與制藥設(shè)備配套設(shè)施、設(shè)備的接口(工藝口、驗(yàn)證口、取樣口、 檢修口等)。 　　 (6) 面對(duì) GMP，希望制藥設(shè)備設(shè)計(jì)滿(mǎn)足藥品安全生產(chǎn)“零缺陷”的要求，有些要求對(duì)于機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)近于苛刻。諸如：(1)容器內(nèi)零部件結(jié)構(gòu)應(yīng)無(wú)滯留物料的死角； (2)動(dòng)軸的密封不得向物料一側(cè)滲漏；(3)如何實(shí)現(xiàn) CIP與 SIP；(4)減少工序暴露；(5)避免工藝上、傳遞上或設(shè)備操上所產(chǎn)生的交叉污染；(6)實(shí)現(xiàn)連續(xù)化、無(wú)菌化“不見(jiàn)陽(yáng)光”的密閉生產(chǎn)系統(tǒng)；(7)防止人 為差錯(cuò)。從 GMP 對(duì)制藥設(shè)備的嚴(yán)格要求來(lái)講，給了制藥裝備結(jié)構(gòu)與功能上很大的研發(fā)和改進(jìn)的空間，形成了制藥裝備“十一五”期間以技術(shù)創(chuàng)新和現(xiàn)代技術(shù)應(yīng)用為主的競(jìng)爭(zhēng)發(fā)展時(shí) 期。 　　 3、 分離機(jī)械如何滿(mǎn)足GMP的討論 　　 分離機(jī)械是藥品生產(chǎn)領(lǐng)域中原料藥生產(chǎn)過(guò)程的主要工序設(shè)備，制藥生產(chǎn)上使用的最多分離機(jī)械為離心機(jī)，其設(shè)備有：三足 式、螺旋式、管式、碟片式、旁濾式、吊袋式等型式的離心機(jī)等。由于使用環(huán)境、料液性質(zhì)和工藝條件的特殊性，作為藥用的離心機(jī)就需要在設(shè)計(jì)上有更多地考慮， 如材料、結(jié)構(gòu)、物料輸入輸出方式、安全性、勞動(dòng)強(qiáng)度、控制、清洗或消毒滅菌等要適應(yīng)和滿(mǎn)足藥品生產(chǎn)工藝的要求。在實(shí)施 GMP 過(guò)程中，制造企業(yè)為適應(yīng)藥品生產(chǎn)，曾為減少人工污染和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度研發(fā)了提袋式離心機(jī)；為解決藥物的多種腐蝕性和黏附性研制了涂聚苯硫醚離心機(jī)；為適于 細(xì)、粘性物料還研制出旁側(cè)過(guò)濾、無(wú)濾餅阻力過(guò)濾的旁濾式離心機(jī)等產(chǎn)品。 　　 藥用離心機(jī)有對(duì)生產(chǎn)中換批、換品種時(shí)有清洗、滅菌要求，而一般用途離心機(jī)卻不是主要的。尚具備能夠真正意義上的 CIP、SIP 功能的離心機(jī)幾乎沒(méi)有，設(shè)計(jì)上缺少清洗、滅菌的裝置和工藝接口、驗(yàn)證口等，轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部不易被完全清洗也是主要問(wèn)題。較多的離心機(jī)多考慮由人工清洗機(jī)器內(nèi)部， 當(dāng)然不否認(rèn)人工清洗的洗凈效果，但作為藥用設(shè)備應(yīng)從防止各種污染源、避免再次受到污染的角度考慮，CIP、SIP 被證實(shí)是最有效的方案。在藥品生產(chǎn)中離心機(jī)的清洗通常要每班或每批進(jìn)行，滅菌一般是每幾批確定為一個(gè)滅菌周期，每次滅菌要經(jīng)清洗、吹凈、通蒸汽并持續(xù)數(shù)小 時(shí)完成。按照 GMP 思路，我們對(duì)藥用離心機(jī)具有的清洗、滅菌功能和其實(shí)際清洗、滅菌的效果不能看作是一回事，其功能的效果必須要通過(guò)驗(yàn)證加以證實(shí)，離心機(jī)的清洗滅菌需要建立 一個(gè)由生物指示劑和熱電偶等組成的驗(yàn)證系統(tǒng)。 　　 藥用離心機(jī)的使用功能需求是制造者最為關(guān)注的問(wèn)題，就制藥行業(yè)使用的情況看，因藥物的物質(zhì)種類(lèi)繁多、性狀的差異很 大，從藥物制備來(lái)說(shuō)，物料粉碎得細(xì)對(duì)藥物有效成分析出有利，相應(yīng)提取率會(huì)越好，但藥渣黏度相對(duì)會(huì)越大，造成固液分離難度增大，成為困擾分離效率與卸料的難 題，使得一部分離心機(jī)不適用。相對(duì)而言，刮刀式卸料是一種較有效的方法，但刮刀式離心機(jī)在進(jìn)料的自動(dòng)控制、有效清除殘?jiān)鼘雍?CIP 功能上尚需優(yōu)化。為防止污染可考慮對(duì)離心機(jī)傳動(dòng)部分與工作部分隔離安裝不同潔凈室區(qū)的“穿墻”結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，國(guó)外已有全密閉離心干燥機(jī)將離心、洗滌、干燥過(guò) 程和裝料工藝集中設(shè)計(jì)在一個(gè)設(shè)備中，脈沖氣體 100%下料，消除藥物暴露的隱患，主要可用于無(wú)菌、高活性等產(chǎn)品，克服了離心機(jī)不能徹底干燥的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了密閉加高效的生產(chǎn)工藝。此外，在努力減輕勞動(dòng) 強(qiáng)度與減少周轉(zhuǎn)上，提袋式、翻袋式和旁濾式離心機(jī)是一種效率較高、可保證晶粒完整的機(jī)型。在連續(xù)化生產(chǎn)的思路啟發(fā)下，可考慮多工序或多工步合一的設(shè)計(jì)，固 相沉淀和液相過(guò)濾功能合一的分離機(jī)械將有利于提高過(guò)濾分離效果，也規(guī)避了為提升離心機(jī)分離因數(shù)所受材料強(qiáng)度和轉(zhuǎn)速的限制。另外，發(fā)酵是制藥的重要工藝，全 發(fā)酵液萃取在國(guó)外已進(jìn)入工業(yè)化，我國(guó)仍是空白，實(shí)現(xiàn)全發(fā)酵液萃取高效破乳劑及三相分離機(jī)是關(guān)鍵。 　　 企業(yè)在經(jīng)歷 GMP 實(shí)施過(guò)程后，開(kāi)始設(shè)法解決離心機(jī)操作靠使用者經(jīng)驗(yàn)為主、物料轉(zhuǎn)移、清洗靠人工等問(wèn)題，也著眼與相關(guān)系統(tǒng)接口上建立自動(dòng)控制功能的開(kāi)發(fā)。 　　 4、 結(jié)語(yǔ) 　　 本文從制藥行業(yè)實(shí)施 GMP 的概況入手，闡述了符合 GMP 是制藥裝備發(fā)展的基本原則，并以此討論了藥用離心機(jī)。對(duì)藥用離心機(jī)的發(fā)展，筆者認(rèn)為應(yīng)從這些方面努力：(1)了解制藥工藝需求是發(fā)展藥用離心機(jī)的前提； (2)應(yīng)著力在程序自動(dòng)控制、人機(jī)隔離操作、易清潔、可消毒滅菌結(jié)構(gòu)、在線分析和不同性狀物料分離方式的研究與改進(jìn)；(3)在向功能全、污染小、控制高水 平、提高無(wú)菌化操作水平等方向還是大有“文章”可做的。 　　 使用守則 　　 守則 　　 1. 離心機(jī)在預(yù)冷狀態(tài)時(shí)，離心機(jī)蓋必須關(guān)閉，離心結(jié)束后取出的轉(zhuǎn)頭要倒置于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，擦干腔內(nèi)余水，此時(shí)離心機(jī)蓋處于打開(kāi)狀態(tài)。 　　 2. 轉(zhuǎn)頭在預(yù)冷時(shí)轉(zhuǎn)頭蓋可擺放在離心機(jī)的平臺(tái)上，或擺放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，千萬(wàn)不可不擰緊浮放在轉(zhuǎn)頭上，因?yàn)橐坏┱`啟動(dòng)，轉(zhuǎn)頭蓋就會(huì)飛出，造成事故！ 　　 3. 轉(zhuǎn)頭蓋在擰緊后一定要用手指觸摸轉(zhuǎn)頭與轉(zhuǎn)蓋之間有無(wú)縫隙，如有縫隙要擰開(kāi)重新擰緊，直至確認(rèn)無(wú)縫隙方可啟動(dòng)離心機(jī)。 　　 4. 在離心過(guò)程中，操作人員不得離開(kāi)離心機(jī)室，一旦發(fā)生異常情況操作人員不能關(guān)電源(POWER)，要按STOP。在預(yù)冷前要填寫(xiě)好離心機(jī)使用記錄。 　　 5. 不得使用偽劣的離心使管，不得用老化、變形、有裂紋的離心管。 　　 6. 在節(jié)假日和晚間最后一個(gè)使用離心機(jī)須例行安全檢查后方能離去。 　　 7. 在儀器使用過(guò)程中發(fā)生機(jī)器故障，部件損壞情況時(shí)要及時(shí)與生產(chǎn)廠家聯(lián)系 　　 使用注意 　　 實(shí)驗(yàn)室常用的是電動(dòng)離心機(jī)電動(dòng)離心機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度快，要注意安全，特別要防止在離心機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間，因不平衡或試管墊老化，而使離心機(jī)邊工作邊移動(dòng)，以致從實(shí)驗(yàn)臺(tái)上掉下來(lái)，或因蓋子未蓋，離心管因振動(dòng)而破裂后，玻璃碎片旋轉(zhuǎn)飛出，造成事故。因此使用離心機(jī)時(shí)，必須注意以下操作。 　　 (1) 離心機(jī)套管底部要墊棉花或試管墊。 　　 (2) 電動(dòng)離心機(jī)如有噪音或機(jī)身振動(dòng)時(shí)，應(yīng)立即切斷電源，即時(shí)排除故障。 　　 (3) 離心管必須對(duì)稱(chēng)放入套管中，防止機(jī)身振動(dòng)，若只有一支樣品管另外一支要用等質(zhì)量的水代替。 　　 (4) 啟動(dòng)離心機(jī)時(shí)，應(yīng)蓋上離心機(jī)頂蓋后，方可慢慢啟動(dòng)。 　　 (5) 分離結(jié)束后，先關(guān)閉離心機(jī)，在離心機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)后，方可打開(kāi)離心機(jī)蓋，取出樣品，不可用外力強(qiáng)制其停止運(yùn)動(dòng)。 　　 (6) 離心時(shí)間一般1～2分鐘，在此期間，實(shí)驗(yàn)者不得離開(kāi)去做別的事。 　　 電動(dòng)使用注意問(wèn)題 　　 在企業(yè)或院校研究機(jī)構(gòu)中，轉(zhuǎn)速在3000轉(zhuǎn)左右的低速實(shí)驗(yàn)離心機(jī)已經(jīng)比較常用，如315型過(guò)濾+沉降一體式實(shí)驗(yàn)離心機(jī)，100型實(shí)驗(yàn)離心機(jī)，200型實(shí)驗(yàn)離心機(jī)等。這些離心機(jī)設(shè)計(jì)合理，重心低，安全穩(wěn)定，在化工、食品、醫(yī)療等領(lǐng)域的前期試樣分析中得到了更大的應(yīng)用。 　　操作方法 　　 1、 使用各種離心機(jī)時(shí)，必須事先在天平上精密地平衡離心管和其內(nèi)容物，平衡時(shí)重量之差不得超過(guò)各個(gè)離心機(jī)說(shuō)明書(shū)上所規(guī)定的范圍，每個(gè)離心機(jī)不同的轉(zhuǎn)頭有各自的 允許差值，轉(zhuǎn)頭中絕對(duì)不能裝載單數(shù)的管子，當(dāng)轉(zhuǎn)頭只是部分裝載時(shí)，管子必須互相對(duì)稱(chēng)地放在轉(zhuǎn)頭中，以便使負(fù)載均勻地分布在轉(zhuǎn)頭的周?chē)?　　 2、 若要在低于室溫的溫度下離心時(shí)。轉(zhuǎn)頭在使用前應(yīng)放置在冰箱或置于離心機(jī)的轉(zhuǎn)頭室內(nèi)預(yù)冷。 　　 3、 離心過(guò)程中不得隨意離開(kāi)，應(yīng)隨時(shí)觀察離心機(jī)上的儀表是否正常工作，如有異常的聲音應(yīng)立即停機(jī)檢查，及時(shí)排除故障。 　　 4、 每個(gè)轉(zhuǎn)頭各有其最高允許轉(zhuǎn)速和使用累積限時(shí)，使用轉(zhuǎn)頭時(shí)要查閱說(shuō)明書(shū)，不得過(guò)速使用。每一轉(zhuǎn)頭都要有一份使用檔案，記錄累積的使用時(shí)間，若超過(guò)了該轉(zhuǎn)頭的最高使用限時(shí)，則須按規(guī)定降速使用。 　　 5、 裝載溶液時(shí)，要根據(jù)各種離心機(jī)的具體操作說(shuō)明進(jìn)行，根據(jù)待離心液體的性質(zhì)及體積選用適合的離心管，有的離心管無(wú) 蓋，液體不得裝得過(guò)多，以防離心時(shí)甩出，造成轉(zhuǎn)頭不平衡、生銹或被腐蝕，而制備性超速離心機(jī)的離心管，則常常要求必須將液體裝滿(mǎn)，以免離心時(shí)塑料離心管的 上部凹陷變形。每次使用后，必須仔細(xì)檢查轉(zhuǎn)頭，及時(shí)清洗、擦干，轉(zhuǎn)頭是離心機(jī)中須重點(diǎn)保護(hù)的部件，搬動(dòng)時(shí)要小心，不能碰撞，避免造成傷痕，轉(zhuǎn)頭長(zhǎng)時(shí)間不用 時(shí)，要涂上一層上光臘保護(hù)，嚴(yán)禁使用顯著變形、損傷或老化的離心管。 　　 6、 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 　　 GB/T 10901-2005 離心機(jī)性能測(cè)試方法 　　 GB 19815-2005 離心機(jī)安全要求 　　 GB 6065-1985 TZ立式振動(dòng)離心機(jī) 　　 GB 12258-1990 醫(yī)用低速離心機(jī) 　　 JB/T 3263-2000 臥式振動(dòng)離心機(jī) 　　 JB/T 4064-2005 上懸式離心機(jī) 　　 JB/T 5519-1991高速冷凍離心機(jī) 　　 JB/T 6118-1992 TCL沉降過(guò)濾離心機(jī) 　　 QB/T1754-1993造紙機(jī)械立式離心機(jī) 　　 JB/T 53190-1999 三足式離心機(jī) 產(chǎn)品質(zhì)量分等 　　 JB 447-1985臥式活塞推料離心機(jī)技術(shù)條件 　　 JB/T 502-2004 螺旋卸料沉降離心機(jī) 　　 JB/T 5284-1991 防爆型刮刀卸料離心機(jī) 　　 序號(hào)標(biāo) 準(zhǔn) 代 號(hào)標(biāo) 準(zhǔn) 名 稱(chēng) 　　 1GB/T 4774-2004分離機(jī)械 名詞術(shù)語(yǔ) 　　 2GB 7779-2005離心機(jī)型號(hào)編制方法 　　 3GB 10901-2005離心機(jī)　性能測(cè)試方法 　　 4GB/19815-2005離心機(jī) 安全要求 　　 5GB/T10894-2004分離機(jī)械 噪音測(cè)試方法 　　 6GB/T10895-2004離心機(jī) 分離機(jī) 機(jī)械振動(dòng)測(cè)試方法 　　 7JB/T 447-2004活塞推料離心機(jī) 　　 8JB/T 10411-2004離心機(jī)、分離機(jī)奧氏體鋼鍛件超聲檢測(cè)及質(zhì)量評(píng)級(jí) 　　 9JB/T 8051-2006離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度計(jì)算規(guī)范 　　 10JB/T 8865-2001活塞推料離心機(jī)用濾網(wǎng) 　　 11JB/T 9095-1999離心機(jī)、分離機(jī)鍛焊件無(wú)損探傷技術(shù)規(guī)范 　　 12JB/T 7217-2006分離機(jī)械涂裝通用技術(shù)條件 　　 13JB/T 6418-2006分離機(jī)械 清潔度測(cè)定方法 　　 原件介紹 　　 三晶變頻器在節(jié)能改造應(yīng)用 　　 1、 工業(yè)離心機(jī)是化工行業(yè)主要設(shè)備之一 　　 2、 工業(yè)離心機(jī)是化工行業(yè)主要設(shè)備之一，它主要通過(guò)離心力作用將固液分離，一般由進(jìn)料、洗滌、脫水、括刀、卸料等幾個(gè)部分，其中進(jìn)料、洗滌、括刀、卸料等部分是通過(guò)電磁閥、氣動(dòng)閥控制，離心釜是實(shí)現(xiàn)固液分離的主要部件，由一臺(tái)三相交流電機(jī)通過(guò)皮帶傳動(dòng)。根據(jù)工藝特點(diǎn)在開(kāi)始階段物料主要是固液混合物，剛起動(dòng)時(shí)負(fù)載相對(duì)較大，當(dāng)達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速時(shí)液體在離心力的作用下由離心外側(cè)流出，這樣部分液體先被分離出來(lái)，隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的進(jìn)一步提高，負(fù)載也相應(yīng)減小。根據(jù)工藝要求，一般分為幾個(gè)不同轉(zhuǎn)速運(yùn)行以達(dá)到分離效果。 　　二、變頻器在離心機(jī)上的應(yīng)用 　　 3、 2.1 變頻器應(yīng)用的提出 近幾年變頻器作為一種工業(yè)控制設(shè)備在不斷更新發(fā)展，各行各業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。隨著電力電子技術(shù)、變頻控制理論、微機(jī)控制技術(shù)的不斷成熟，變頻器的性能不斷完善、功能也不斷增強(qiáng)：如多段速、可編程自動(dòng)運(yùn)行、通訊功能等，這使用得變頻器能適應(yīng)多種應(yīng)用場(chǎng)合。根據(jù)離心機(jī)的生產(chǎn)工藝，可 采用變頻器的多段速功能控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，另外變頻器一般都帶有內(nèi)置制動(dòng)單元或外部制動(dòng)單元，這可解決離心機(jī)在停車(chē)時(shí)因慣性大造成停車(chē)?yán)щy的問(wèn)題。 　　 4、 2.2三晶SA-J8000 系列變頻器在離心機(jī)上的應(yīng)用離心機(jī)負(fù)載為恒轉(zhuǎn)矩大慣性負(fù)載，這里選用廣州三晶公司專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)的SAJ-8000G系列通用型變頻器。以電機(jī)功率為5.5kW、6極為例，選用SAJ-80007R5G3變頻器，其外部控制電路見(jiàn)圖1。其中K1的啟動(dòng)信號(hào)接變頻器FWD多功能控制端子，K2多段速度1接變頻器的MI1， K3多段速度2接變頻器的MI2，K4多段速度3接變頻器的MI3，根據(jù)需要選用三段速即低速運(yùn)行、中速運(yùn)行及高速運(yùn)行，具體運(yùn)行速度可通過(guò)設(shè)定相對(duì)應(yīng)的參數(shù)。 　　 制動(dòng)單元的應(yīng)用 　　 離心機(jī)為大慣性負(fù)載，采用變頻器控制時(shí)都要求增加制動(dòng)單元才能滿(mǎn)足要求，但三晶變頻器15KW及15KW以下的內(nèi)置 制動(dòng)單元，這樣不僅為用戶(hù)節(jié)省了安裝空間，同時(shí)更節(jié)省了成本。由電機(jī)的運(yùn)行特性知道當(dāng)電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速高于同步轉(zhuǎn)速時(shí)電機(jī)運(yùn)行在發(fā)電機(jī)狀態(tài)，當(dāng)離心機(jī)開(kāi)始停 機(jī)時(shí)變頻器的輸出頻率開(kāi)始按減速時(shí)間下降，由于負(fù)載慣性離心機(jī)此時(shí)轉(zhuǎn)速變化不大，造成電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速高于同步轉(zhuǎn)速，電機(jī)處于發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)，由變頻器的主回路 知道，此時(shí)電機(jī)側(cè)反饋回的能量將通過(guò)逆變回路的續(xù)流二極管D1-D6反饋到直流回路的濾波電容C1、C2上，這時(shí)變頻器的母線電壓Ud會(huì)升高(即泵升電 壓)，過(guò)高的泵升電壓將使變頻器出現(xiàn)過(guò)壓保護(hù)，甚至?xí)p壞變頻器，為此，必須加裝制動(dòng)組件，當(dāng)制動(dòng)單元控制回路檢測(cè)到直流母線電壓達(dá)到一定值時(shí)控制其開(kāi)關(guān) 管IGBT開(kāi)通，制動(dòng)電阻RB接到回路中，將電機(jī)的反饋的制動(dòng)能量消耗在電阻上，以維持正常的母線電壓Ud。 　　 調(diào)試注意問(wèn)題根據(jù)離心機(jī)負(fù)載特性，在調(diào)試時(shí)應(yīng)注意： 　　 (1) 離心機(jī)負(fù)載起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求較高，可能出現(xiàn)起動(dòng)困難的情況，這時(shí)可適當(dāng)提升變頻器的轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償值，SAJ-8000-G系列F009設(shè)定參數(shù)為3，但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩補(bǔ) 償不可太大，否則可能出現(xiàn)過(guò)流(故障代碼為O.C.)、過(guò)載(故障代碼為O.L.)等報(bào)警，若在加速中出現(xiàn)過(guò)流報(bào)警應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)加速時(shí)間； 　　 (2) 離心機(jī)慣性大，若要變頻器按減速時(shí)間停車(chē)，必須加裝制動(dòng)單元，其制動(dòng)電阻的選擇變頻器說(shuō)明手冊(cè)上都有，可根據(jù)操作手冊(cè)選擇，正常工作時(shí)制動(dòng)電阻會(huì)因消耗能量而發(fā)熱，可適當(dāng)放大電阻的功率和制動(dòng)動(dòng)作時(shí)間。 　　 (3) 一般離心機(jī)安裝在操作現(xiàn)場(chǎng)，多臺(tái)變頻器集中置于控制室內(nèi)，如果現(xiàn)場(chǎng)與離心機(jī)距離超過(guò)變頻器的允許范圍應(yīng)采相應(yīng)的處理措施，如合理分布主回路線與控制線、加裝輸出電抗器或?yàn)V波器，以防變頻器輸出電壓的衰減，或考慮加大變頻器的容量。 　　 結(jié)束語(yǔ) 離心機(jī)采用變頻調(diào)速可以根據(jù)不同工藝要求進(jìn)行調(diào)速，根據(jù)物料的不同可方便地選擇多段速運(yùn)行，同時(shí)采用變頻控制實(shí)現(xiàn)電機(jī)的軟啟動(dòng)，減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊，變頻器 具有過(guò)流、過(guò)載、過(guò)壓等豐富的保護(hù)功能，當(dāng)負(fù)載或電機(jī)出現(xiàn)異常時(shí)變頻器因故障停機(jī)并快速封鎖輸出，這樣可及時(shí)保護(hù)電機(jī)。 　　 選購(gòu)管理 　　 離心機(jī)的型號(hào)、種類(lèi)繁多，價(jià)格比較貴，選購(gòu)時(shí)應(yīng)根據(jù)工作多方衡量。通常應(yīng)從下邊幾個(gè)因素考慮： 　　 (1) 離心的目的，分析離心還是制備離心； 　　 (2) 樣品的種類(lèi)和數(shù)量，是細(xì)胞、病毒，還是蛋白，樣品量的大小。根據(jù)這些因素決定購(gòu)買(mǎi)分析離心機(jī)還是制備離心機(jī)；是低速、高速還是超速；是大容量、常量的還是微量的離心機(jī)。 　　(3) 經(jīng)濟(jì)能力：當(dāng)機(jī)型確定后就應(yīng)考慮生產(chǎn)廠家及價(jià)格，價(jià)格和產(chǎn)品的性能是同步的。 　　 (4) 其他細(xì)節(jié)：如離心操作是否簡(jiǎn)便，維修是否方便，設(shè)計(jì)是否已過(guò)時(shí)，易損件供應(yīng)是否方便等問(wèn)題。 　　 (5) 配套問(wèn)題：一臺(tái)離心機(jī)不可能同時(shí)在低速，高速和超速條件下運(yùn)行。一般講超速離心機(jī)只限于超速離心，不宜于做高速離心更不宜于做低速離心，同樣高速離心機(jī)也 不宜于低速離心。因此買(mǎi)超速離心機(jī)要考慮配備高速離心機(jī)，否則發(fā)揮不了優(yōu)勢(shì)。一般說(shuō)低速、高速的使用頻率較高，而超速離心機(jī)的利用率較低，超速離心機(jī)僅經(jīng) 常使用的實(shí)驗(yàn)室購(gòu)置或考慮地區(qū)性的公用設(shè)置。 　　 離心機(jī)的型號(hào)確定后，就是選購(gòu)什么樣的離心轉(zhuǎn)頭?？紤]的最主要的根據(jù)就是樣品的容量及離心的條件。通常有水平轉(zhuǎn)頭和 角轉(zhuǎn)頭各一個(gè)，或大容量(相對(duì)較低速)的轉(zhuǎn)頭和小容量高轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)頭各一個(gè)即可滿(mǎn)足工作中的不同需要，不可追求越全越好，因?yàn)殡x心轉(zhuǎn)頭種類(lèi)很多，許多是相似 的，而超速機(jī)的轉(zhuǎn)頭價(jià)格相當(dāng)昂貴，如果全部配齊其價(jià)格要比離心機(jī)主機(jī)高出好幾倍，也沒(méi)有必要。由于轉(zhuǎn)頭轉(zhuǎn)速的不同價(jià)格相差很大。從轉(zhuǎn)速上講不宜追求越高越好，但應(yīng)有離心機(jī)允許的最高轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)頭，否則對(duì)離心機(jī)而言是個(gè)浪費(fèi)。有兩臺(tái)離心機(jī)的單位可考慮轉(zhuǎn)頭型號(hào)互補(bǔ)以節(jié)省經(jīng)費(fèi)。 　　 離心機(jī)的管理，從國(guó)內(nèi)多年離心機(jī)的使用情況看，各類(lèi)型離心機(jī)應(yīng)由專(zhuān)人負(fù)責(zé)管理和維護(hù)。高、超速離心機(jī)要求定期檢查維 修，使用者應(yīng)詳細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)狀態(tài)及維修情況，以保證離心機(jī)的安全使用。高、低速離心機(jī)由于操作簡(jiǎn)單，通過(guò)閱讀說(shuō)明書(shū)，訓(xùn)練離心機(jī)操作規(guī)程后可以自己使用。而 超速離心機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作程序也較繁瑣，使用不當(dāng)易發(fā)生事故，特別對(duì)離心轉(zhuǎn)頭更應(yīng)謹(jǐn)慎保養(yǎng)、使用。從國(guó)內(nèi)多年使用、管理情況來(lái)看，專(zhuān)人保管、操作是儀器處 于良好狀態(tài)的保證。對(duì)管理、操作人員應(yīng)進(jìn)行培訓(xùn)，使他們不但熟悉操作，而且對(duì)儀器也應(yīng)有所了解。 　　 安全方法 　　 正確安裝 　　 (1) 電源電壓：電壓波動(dòng)要符合+10%以?xún)?nèi)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，否則一些廠家的離心機(jī)是不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。如果電壓波動(dòng)在此以上，建議用穩(wěn)壓器，以供符合此電網(wǎng)。 　　 (2) 地線要牢：房間的電源的布線要符合要求。我國(guó)是三相四線制。三相是工業(yè)電中的三相，使用三相電時(shí)零線與地線分開(kāi)，更重要的是不管是三相工業(yè)電也好，一般的單相電也好，地線應(yīng)可靠，以免漏電，地線不能接在暖氣管、自來(lái)水管上。 　　 (3) 地面要平整、牢固：對(duì)大型離心機(jī)而言，在安裝地點(diǎn)搬動(dòng)地板要牢固，保證離心機(jī)的轉(zhuǎn)子正常工作，不陷凹進(jìn)去，安裝固定處地面應(yīng)平整且牢固。 　　 (4) 找好水平：找較準(zhǔn)確的小型水平尺，離心機(jī)蓋子打開(kāi)，在主軸上找水平，通過(guò)調(diào)整4個(gè)腳輪旁邊的調(diào)整螺栓的擰動(dòng)來(lái)找好水平，注意其中1腳不能落空。 　　 裝樣找平衡 　　 離心機(jī)在設(shè)計(jì)與制造時(shí)，對(duì)轉(zhuǎn)子的加工誤差帶來(lái)的不平衡，已作了動(dòng)平衡試驗(yàn)的補(bǔ)救，但凡是離心機(jī)，都有其允許的裝樣不平衡量。離心機(jī)廠商為了在離心機(jī)允許的最 大不平衡限量這一指標(biāo)上與其他廠家競(jìng)爭(zhēng)，盡量給出較大值。在這較大值上，離心機(jī)可以運(yùn)轉(zhuǎn)，但這時(shí)產(chǎn)生的不平衡力以每分鐘n次頻率猛然沖擊軸承及支架，離心 機(jī)是受損傷的。因此，用戶(hù)對(duì)那些昂貴的離心機(jī)，盡量找好平衡后離心，對(duì)離心機(jī)的壽命有好處。 　　 清理積水 　　 離心機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)使用制冷，由于空氣的水分，在離心腔內(nèi)結(jié)霜，停機(jī)后霜化為水。大部分國(guó)外的低速大容量離心機(jī)，沒(méi)有排水孔，離心腔中水愈積愈多。此時(shí)，用戶(hù)應(yīng)自行拆下轉(zhuǎn)子，清理積水。在重新安裝轉(zhuǎn)子時(shí)，一定要裝好，避免出事故。 　　 不受腐蝕 　　 離心機(jī)轉(zhuǎn)子一般是用鋁合金制造，當(dāng)受腐蝕后強(qiáng)度降低，容易出事故。鋁合金易受液體腐蝕，清洗后應(yīng)用吹風(fēng)機(jī)吹干，或倒置一段時(shí)間，確認(rèn)干了才能使用。有的血站 進(jìn)口離心機(jī)，6個(gè)鋁杯里應(yīng)有的6個(gè)塑料托沒(méi)有。塑料托中應(yīng)放血袋，避免直接放在鋁杯里。注意試管有無(wú)裂紋。若試管(尤其是反復(fù)使用的試管)有裂紋，萬(wàn)萬(wàn)不 可使用，否則在使用中試管破裂會(huì)引起轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)中失去平衡，可引發(fā)斷軸等惡性事故。 　　 斷軸事故 　　 轉(zhuǎn)子沒(méi)安放好，或裝樣品不平衡超過(guò)量太大，離心機(jī)開(kāi)動(dòng)?，F(xiàn)代的進(jìn)口離心機(jī)雖都有不平衡保護(hù)，即當(dāng)不平衡量超過(guò)某一極限時(shí)，應(yīng)自動(dòng)斷電，令離心機(jī)停轉(zhuǎn)。但在上 述情況下，已經(jīng)晚了，會(huì)出現(xiàn)惡性事故。惡性事故之一是斷軸，由于高速旋轉(zhuǎn)中突然斷軸，離心轉(zhuǎn)子沒(méi)有了支撐，在離心腔中亂轉(zhuǎn)亂撞，可使離心機(jī)整機(jī)轉(zhuǎn)270 角度。此時(shí)，若旁邊有人員或設(shè)備，會(huì)造成人員傷亡與毀壞設(shè)備的事故。 　　 型號(hào) 　　 可以把離心機(jī)分為兩種：工業(yè)用離心機(jī)與實(shí)驗(yàn)用離心機(jī) 　　 1. 工業(yè)離心機(jī)，工業(yè)離心機(jī)一般可以分為過(guò)濾式離心機(jī)、活塞推料離心機(jī)、碟式分離機(jī)、污泥脫水機(jī)、上懸式離心機(jī)、重力卸料離心機(jī)等 　　 2. 實(shí)驗(yàn)用離心機(jī)可進(jìn)行液體澄清和固體顆粒富集，或液-液分離，這類(lèi)分離機(jī)有常壓、真空、冷凍條件下操 作的不同結(jié)構(gòu)型式。主要型號(hào)有臺(tái)式醫(yī)用高速離心機(jī)、實(shí)驗(yàn)室低速離心機(jī)、大容量冷凍離心機(jī)，一般都用在醫(yī)院或者學(xué)校的實(shí)驗(yàn)提取中，也叫做電動(dòng)離心機(jī)，離心機(jī)的工作原理基本相同，不過(guò)這種離心機(jī)的轉(zhuǎn)速普遍在3000轉(zhuǎn)以上，比工業(yè)離心機(jī)的轉(zhuǎn)速要高的多，生產(chǎn)廠家主要集中在湖南長(zhǎng)沙一帶。 　　 3. 類(lèi)型 　　 GF —分離型：主要用于分離各種難分離的乳濁液，特別適用于二相密度差甚微的液、液分離(比重差大于0.1%)，以及含有少量雜質(zhì)的液、液、固三相分離。油品類(lèi)的分離，變壓器油 ，食用油脫水及脫蠟，透平油，生物柴油，煤焦油，潤(rùn)滑油，船舶燃料油，淬火油；各種糖漿劑的分離；全血分離--從全血中分離血漿、血球；生物制品的分離； 油水分離，污水處理等。 　　 GQ—澄清型管式離心機(jī)，主要用于分離各種難于分離的懸浮液，特別是適合于濃度低、粘度大、固相顆粒細(xì) 、固液比重度差較小的固液分離。 　　 如：中藥口服液的含糖量大、絮狀物多、固相顆粒細(xì)且固液比重差較小等。 　　 特點(diǎn) 通過(guò)本機(jī)對(duì)液體中的固相雜質(zhì)分離，達(dá)到澄清的效果。用于分離各種難于分離的懸浮液。特別適用于濃度小粘度大，固相顆粒細(xì)，固液重度較小的固液分離。固相要停機(jī)后取出。 管式離心機(jī)主要缺點(diǎn)是間歇操作。轉(zhuǎn)鼓容積小。要頻繁地停機(jī)清除沉渣.所以要通過(guò)加強(qiáng)分離理論研究和離心分離過(guò)程研究來(lái)強(qiáng)化管式離心機(jī)分離性能。