當含有細小顆粒的懸浮液靜置不動時,由于重力場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上浮。微粒在重力場下移動的速度與微粒的大小、形態和密度有關,并且又與重力場的強度及液體的粘度有關。象紅血球大小的顆粒,直徑為數微米,就可以在通常重力作用下觀察到它們的沉降過程。
此外,物質在介質中沉降時還伴隨有擴散現象。擴散是無條件的絕對的。擴散與物質的質量成反比,顆粒越小擴散越嚴重。而沉降是相對的,有條件的,要受到外力才能運動。沉降與物體重量成正比,顆粒越大沉降越快。對小于幾微米的微粒如病毒或蛋白質等,它們在溶液中成膠體或半膠體狀態,僅僅利用重力是不可能觀察到沉降過程的。因為顆粒越小沉降越慢,而擴散現象則越嚴重。所以需要利用離心機產生強大的離心力,才能迫使這些微粒克服擴散產生沉降運動。
離心就是利用離心機轉子高速旋轉產生的強大的離心力,加快液體中顆粒的沉降速度,把樣品中不同沉降系數和浮力密度的物質分離開。
間歇操作
有三足式沉降離心機和刮刀卸渣沉降離心機等,整體結構與同類型的過濾離心機相似,但轉鼓壁無孔。分離時轉鼓壁上的沉渣逐漸增厚,轉鼓的有效容積減小,液體軸向流速增大,使分離液帶走的固體顆粒增多。當分離液澄清度不符合要求時即停止進料,或停機由人工卸渣,或降速用刮刀卸渣。如沉渣具有流動性,可在高速下用吸管排出。這種離心機的懸浮液處理量可達18米3/時,分離因數最大為1800,可用于處理固體顆粒粒度為0.001~5毫米、固液相密度差大于0.05千克/分米3和固相濃度小于10%的懸浮液。