Ротор центрифуги для разделенияСуСпЕНзии биОпОлиМЕРОВ Советский патент 1981 года по МПК B04B1/04 

(54) РОТОР ЦЕНТРИФУГИ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ СУСПЕНЗИЙ БИОПОЛИМЕРОВ

Изобретение относится к оборудованию для разделения суспензий биополимеров, например белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов, с помощью цент робежной силы и может найти применение в биохимической, микробиологической и фармацевтической промышленности Известен ротор центрифуги, включающий барабан с осадительной стенкой и расположенные в его полости радиаль ные перегородки, разделяющие ротОр на секции LI . Недостатком этого ротора является перфорация перегородок, способствующа образованию сильных гидродинаьшческих сдвигов при вращении ротора, приводящих к денатурации биополимеров. Известен также ротор, не имеющий радиальных перегородок 21. Однако отсутствие перегородок не дает возможности разделить суспензии биополимеров ввиду коллоидального характера твердой фазы и небольшой разности плотностей жидкой и твердой фаз. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является ротор центрифуги для разделеиия суспензий биополимеров, содержащий цилиндрический барабан, разделенный радиальными перегородками на секции и питаю|цую. трубу. Перегородки прикреплены одним концом к внутренней стенке барабана и не доходят до днища последнего. Ротор приводят во вращение, разделяемую суспензию подают по питакнцей трубе в донную часть ротора под перегородками. Суспензия под напором движется от днища вверх, захватывается перегородками и приобретает скорость вращеиия ротора. Суспензия под действием центробежной сипы при движении вверх между перегородками разделяется на твердую и жидкие фазы. Твердая фаза осаждается на стенке барабана, а жидкая под давлением суспензии отводится из секций между перегородками в направлении центра ротора, переливается через внутренний борт кольце вой крышки и выводится из ротора. При движении жидкой фазы к центру ротора около поверхностей перегородок, проти воположных направлению вращения ротора, образуются завихрения жидкости. Режим движения ясидкости при этом становится турбулентным. Степень, турбулентности увеличивается от стенки баЧ рабана к центру ротора, достигая максимума около кромки перегородок Гз1. Однако при зтом возникают сильные гидродинамические сдвиги, что приводит к денатурации макромолекул биополимеров, т.е. макромолекула в раство ре теряет нативное состояние вследствие разрыва и раскручивания спиралей, Цепь изобретения - устранение денатурации биополимеров. Поставленная цель достигается тем что в известном роторе центрифуги для разделения суспензий биополимеров, содержащем цилиндрический барабан, разделенный радиальными перегородками на секции, и питающую трубу, к каадой перегородке со стороны, противоположной направлению вращения ротора, прикреплена пластин , имеющая в сечении форму полуэллипса и служащая для обеспечения ламинарного движения жидкости. Причем пластины выполнены из упругого материала. Устранение деиатуращ1и биополимеров достигается за счет изменения ре жима движения жидкости с турбулентного на лаьшнарный. При ламинарном режиме исключаются завихрение жидкости и гидродинамические сдвиги, приводящие к разрыву макромолекул биополимеров и раскручиванию спиралей макромолекул, т.е.их денатурации. Ламинаризации движения жидкости при гидродинамнческих ударах способствуе также упругость пластин. На фиг. 1 схематически показан ротор, продольный разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. I. Ротор центрифуги содержит цилиндрический , состоящий из обечайки ;1, крьшки 2 и днища 3. Ротор разделен на секции радиапЕЬНыми перегородками 4, укрепленными одним концом на внутренней стенке барабана и не доходящими до днища 3. Ширина перегородок 4 вдоль радиуса .ротора.. меньше разности большего и меньшего ,радиусов ротора. В роторе установлена также питающая труба 5. К каждой перегородке 4 со стороны, противоположной направлению вращения ротора, прикреплена пластина 6, имеющая в поперечном сечении форму полузллипса и предназначенная для. обеспечения ламинарного режима движения жидкостм. Пластины 6 укреплены на перегородках 4 параллельно оси вращения ротора с помощью болтов 7, проходящих через отверстия 8 в пластинах и перегородках. Для эффективной работы с жидаостями различных вязкостей и биополимеров с различрыми длинами макромолекул пластины 6 установлены с возможностью радиального перемещения вдоль перегородок 4 до определенного фиксируемого расстояния от стенки барабана. Для перемещения пластин 6 болты 7 крепления вынимают из отверстий 8, пластины 6 перемещают на другие отверстия в перегородках и закрепляют болтами 7. Ротор центрифуги работает следующим образом. Ротору сообщают скорость вращения, обеспечивающую фактор разделения, при котором твердая фаза под действием центробежной силы осаждается на обечайке I барабана. Разделяемую суспензйво подают по питающей трубе 5 в донную часть ротора под перегородками 4. Суспензия под напором движения от днища 3 вверх захватывается перегородками 4 и приобретает скорость вращения ротора. При движении вверх между перегородками 4 суспензия под Действием центробежной силы разделяется на твердую и жидкую фазы. Твердая фаза осаждается на обечайке 1 барабана.а жидкая отводатся из секций между пеpeгopoдкa a 4 к центру ротора, переливается через внутренний борт кольцевой крьшки 2 и выводится из ротора. При движении жидкости к центру ротора на стороне каздой перегородки, противоположной направлению вращения ротора, образуется ламинарной режим движения, обтекацош й пластину 6 взаимопараллельны2 о1 слоями. При изменении вязкости фазы суспензии или длины макромолекул биополимеров в растворе пластины 6 перемещают вдоль перегородок 4 до установления ламинарного режима движения жидкости. 5 Денатурация биополимеров при разделении суспензии отсутствует. Таким образом, предлагаемая конст рукция ротора центрифуги для разделения суспензии биополимеров дает возможность устранить денатурацию природных соединений при разделении суспензий. Это обеспечивает повышение выхода биополимеров в среднем на 30-40% за счет устранения потерь при денатурации, что даст значительную экономию сырья и трудовых ресурсов снижает средства на удельные кап за трать. Предлагаемое техническое рещение позволяет заменить при наработке биохимических реактивов низкопроиз- водитепьные лабораторные стаканчиковые центрифуги на высокопроизводительное промышленное оборудование. Это обеспечивает значительное увеличение производственных мощностей и снижение себестоимости продукции, .:; экономию рабочего времени и производственных площадей. Ожидаемый экономический эффект пр использовании изобретения составляет (с учетом экономии капзатрат, рабочего времени и сырья) 12000 р. в год. Формула изобретения 1. Ротор центрифуги дпя разделения суспензий биополимеров, содержащий цшшвдрический барабан, разделенный радиальными перегородками на секции, и питающую трубу, о т. л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью устранения денатурации биополимеров, в каждой перегородке со стороны, противоположной направлению вращения ротора, прикреплена пластина, имеющая в поперечном сечении форму полуэллипса и служащая рдя обеспечения ламинарного движения ясидкости 2. Ротор поп,1,отличающ и и тем,, что пластины выполнены из упругого материала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 506435, кл. В 04 В 7/08, 1976. 2.Патент Японии № 5217905, кл. 72 С 332, опублик. 1977. 3. Каталог,Промьшшенные центрифуги, М., ЦИНйХИМнефтемаш, изд. 4-ое, 1971, с. 101 (прототип).

А-Д

Фиг.2.