Ротор центрифуги для разделениясуспензии биополимеров

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()850219

Союз Советскии

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свив-ву(22) Заявлено 31.05. 79 (21) 2774228/28-13 с присоединением заявки М (23) П риоритет—

Опубликовано 30.07.8! . Бюллетень М28

3 (51) М. Кл.

В 04 В 1/04

Гееудеретевеиый кемитет

СССР ао деием изееретеиий и еткрытий (53) УДК 66.067..57(088.8) Дата опубликования описания 30. 07.8 l (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54 ) РОТОР ЦЕНТРИФУГИ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ

СУСПЕНЗИЙ БИОПОЛИИЕРОВ

Изобретение относится к оборудованию для разделения суспензий биополимеров, например белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов, с помощью центробежной силы и может найти применение в биохимической, микробиологичес5 кой и фармацевтической промышленности.

Известен ротор центрифуги, включающий барабан с осадительной стенкой и расположенные в его полости радиаль-, ные перегородки, разделяющие ротор на секции (1 .

Недостатком этого ротора является перфорация перегородок, способствующая l5 образованию сильных гидродинамических сдвигов при вращении ротора, приводящих к денатурации биополимеров.

Известен также ротор, не имеющий радиальных перегородок (2J.

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 н достигаемому результату к предлагаемому является ротор центрифуги для разделения суспензий биополимеров, содержащий цилиндрический барабан, разделенный радиальными перегородками на секции,и питающую.трубу, Перегородки прикреплены одним концом к внутренней стенке барабана и не доходят до днища последнего.

Ротор приводят во вращение, разделяемую суспензию подают по питающей трубе в донную часть ротора под перегородками. Суспензия под напором движется от днища вверх, захватывается перегородками и приобретает скорость вращения ротора. Суспензия под действием центробежной сипы при движении вверх между перегородками разделяется на твердую и жидкую фазы. Твердая фаза осаждается на стенке барабана, а жидкая под давлением суспензии от3 8502

° водится иэ секций между перегородками в направлении центра ротора, переливается через внутренний борт кольцевой крышки и выводится из ротора. При движении жидкой фазы к центру ротора

5 около поверхностей перегородок, противоположных направлению вращения ротора, образуются завихрения жидкости.

Режим движения жидкости при этом становится турбулентным. Степень турбу- 10 лентности увеличивается от стенки ба рабана к центру ротора, достигая максимума около кромки перегородок (3).

Однако при этом возникают сильные гндродинамические сдвиги, что приво- 15 дит к денатурации макромолекул биополимеров, т.е ° макромолекула в раство ре теряет нативное состояние вследствие разрыва и раскручивания спиралей, Цель изобретения — устранение денатурации бнополимеров .

Поставленная цель достигается. тем, что в известном роторе центрифуги для разделения суспензий биополимеров, содержащем цилиндрический бара- 25 бан, разделенный радиальными перегородками на секции, и питакщую трубу, к каждой перегородке со стороны, противоположной направлению вращения ротора, прикреплена. пластин ., имею- 30 щая в сечении форму полуэллипса и служащая дпя обеспечения ламинарного движения жидкости.

Причем пластины выполнены из упругого материала. 35

Устранение денатурации биополимеров достигается за счет изменения ре - жима движения жидкости с турбулентного иа ламинарный. При ламинарном режиме исключаются завихрение жидкос- 40 ти и гидродинамические сдвиги, приводящие к разрыву макромолекул биополимеров и раскручиванию спиралей макромолекул, т.е. их денатурации.

Ламинаризации движения жидкости при 45 гидродинамических ударах способствует также упругость пластин, На фиг. 1 схематически показан ротор, продольный разрез: на фиг. 2разрез А-А на фиг. 50

Ротор центрифуги содержит цилиндрический барабан, состоящий из обечайки, k крышки 2 и днища 3. Ротор

55 городками 4, укрепленными одним концом на внутренней стенке барабана и не доходящими до днища 3. Фирина перегородок 4 вдоль радиуса ротора

l9 4

1меньше 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 жидкости. 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 жидкостями различных вязкостей H биополимеров с различными длинами макромолекул пластины 6 установлены с воэможностью 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 иа обечайке 1 барабана. Разделяемую суспензию подают по пнтакицей 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 осажцается иа обечайке 1 барабана а

Р жидкая отводится из секций между перегородками 4 к центру ротора, перели1вается через внутренний борт кольцевой крышки 2 и выводится из ротора.

При движении жидкости к центру ротора на стороне каждой перегородки, противоположной направлению вращения ротора, образуется ламинармай режйм движения, обтекающий пластину 6 взаимопараллельными слоями. При изменении вязкости фазы суспенэии или длины макромолекул биополимеров в растворе пластины б перемещают вдоль перегородок 4 до установления ламинарного режима движения жидкости.

850219

25

5

Денатурация биополимеров при разделении суспензии отсутствует.

Таким образом, предлагаемая конструкция ротора центрифуги для разделения суспенэии биополимеров дает возможность устранить денатурацию природных соединений при разделении суспензий. Это обеспечивает повышение выхода биополимеров в среднем на 30-40У. за счет устранения потерь при денатурации. что даст значительную зкономию сырья и трудовых ресурсов, снижает средства на удельные капэатраты.

Предлагаемое техническое рещение позволяет заменить при наработке биохимических реактивов низкопроизводительные 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 при использовании изобретения составляет (с учетом экономии капзатрат, рабочего времени и сырья) }2000 р. в год.

Формула изобретения

1. Ротор центрифуги для разделения суспензий биополимеров, содержащий цилиндрический барабан, разделенный радиальными перегородками на секции, и питающую трубу, о т.л и ч а ю. шийся тем, что, с целью устранения денатурации биополимеров, в каждой перегородке со стороны, противоположной направлению вращения ротора, прикреплена .пластина, имеющая в поперечном сечении форму полу" эллипса и служащая для обеспечения ламинарного движения жидкости.

2. Ротор по п.1, о т л и ч а ю— щ и и с"я тем,. что пластины выполнены из упругого материала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

11 506435, кл. В 04 В 7/08, 1976.

2. Патент Японии 9 5217905, кл. 72 С 332, опублик. 1977.

3. Каталог Промышленные центрифуги", М., ЦИНИХИМнефтемаш, изд. 4-ое

1971, с. 101 (прототип).

850219

Составитель Е. Камаганова

Редактор 11. Филь Техред Т.Иатеч са Корректор Г. Решетник

Заказ 6186 10 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4