Применение трубчатых центрифуг для разделения спирулины

II. Принцип работы трубчатых центрифуг

Трубчатая центрифуга в основном состоит из высокоскоростного вращающегося тонкого барабана, приводного устройства, системы подачи и системы выгрузки. Ее работа основана на принципе центробежного осаждения. Когда суспензия, содержащая спирулину, поступает в высокоскоростной вращающийся барабан (скорость вращения обычно достигает 15 000–30 000 оборотов в минуту или даже выше) через загрузочное отверстие, под действием сильного центробежного поля, из-за разницы плотности между клетками спирулины и другими компонентами в культуральной воде (такими как вода, растворенные минералы, микроорганизмы и т. д.), клетки спирулины подвергаются относительно большой центробежной силе и быстро перемещаются к стенке барабана и оседают. При этом жидкая фаза с меньшей плотностью остается ближе к центру барабана. Благодаря продуманной конструкции сливного устройства, скопившаяся на стенках барабана спирулина собирается, а чистая жидкость отводится через другое выходное отверстие, что обеспечивает эффективное отделение спирулины от воды, используемой для выращивания.

III. Преимущества трубчатых центрифуг при разделении спирулины

(1) Высокая эффективность разделения

Быстрое осадконакопление

Сверхвысокая скорость вращения трубчатой ​​центрифуги позволяет создавать мощную центробежную силу. По сравнению с традиционными методами гравитационного осаждения или центрифугирования на низких скоростях, она значительно сокращает время осаждения спирулины. При крупномасштабном выращивании и производстве спирулины она позволяет обрабатывать большой объем суспензии за короткое время, значительно повышая эффективность производства. Например, традиционное гравитационное осаждение может занимать несколько часов или даже дней для осаждения спирулины, в то время как трубчатая центрифуга может завершить отделение того же объема суспензии за несколько минут или даже за десятки минут.

Непрерывная работа

Трубчатая центрифуга обеспечивает непрерывную подачу и выгрузку, что подходит для крупномасштабного промышленного производства. На базе по выращиванию спирулины суспензия спирулины из пруда непрерывно подается в центрифугу. После разделения отделенная спирулина и прозрачная жидкость непрерывно выводятся на поверхность. Весь процесс не требует частых остановок, что значительно повышает непрерывность и стабильность производства.

(2) Продукты высокой чистоты

Эффективное удаление примесей

Сильная центробежная сила трубчатой ​​центрифуги позволяет эффективно отделять мельчайшие частицы примесей в суспензии, такие как бактерии, другие планктонные организмы и нерастворенные твердые частицы. Если эти примеси остаются в продукте из спирулины, они влияют на качество и безопасность продукта. Благодаря тонкому разделению в трубчатой ​​центрифуге можно получить спирулину относительно высокой чистоты, отвечающую строгим требованиям к высокочистому сырью для пищевых продуктов, товаров для здоровья и т.д. Исследования показывают, что содержание примесей в спирулине, отделенной с помощью трубчатой ​​центрифуги, может быть снижено до крайне низкого уровня, а чистота продукта значительно повышается.

Снижение биологического загрязнения

В процессе разделения, благодаря относительно замкнутой среде внутри трубчатой ​​центрифуги и быстрому процессу разделения, снижается вторичное загрязнение спирулины внешними микроорганизмами. Это имеет решающее значение для сохранения биологической активности и стабильности качества спирулины, особенно при приготовлении высококачественных продуктов из спирулины, что обеспечивает безопасность и эффективность продукции.

(3) Бережный процесс разделения

Защита целостности клеток

Клетки спирулины относительно хрупкие. При воздействии чрезмерной механической силы в процессе разделения клетки могут разрушиться, что приведет к потере питательных веществ и биологической активности. При высокоскоростном вращении трубчатой ​​центрифуги создаваемая сила сдвига относительно невелика, что позволяет максимально сохранить целостность клеток спирулины. Это позволяет отделенной спирулине сохранить свои природные питательные компоненты и биологическую активность, обеспечивая высококачественное сырье для последующей разработки продуктов. Например, при использовании в производстве продуктов для здоровья на основе спирулины, неповрежденная клеточная структура помогает организму человека лучше усваивать питательные вещества.

Поддержание биологической активности

Многие биологически активные вещества в спирулине, такие как фикоцианин и γ-линоленовая кислота, чувствительны к таким факторам, как температура и сила сдвига. Бережный процесс разделения в трубчатой ​​центрифуге предотвращает инактивацию биологически активных веществ, вызванную высокой температурой или высокой силой сдвига. Это имеет большое значение для разработки продуктов из спирулины со специфическими функциями, таких как антиоксидантные и иммуномодулирующие функциональные продукты питания и продукты для здоровья.

IV. Примеры применения

(1) Области пищевых и медицинских товаров

Производство порошка спирулины

Крупное предприятие по производству спирулины использует трубчатую центрифугу для разделения компонентов в процессе получения порошка спирулины. Сначала в трубчатую центрифугу подается культуральная жидкость спирулины, и после разделения получается предварительно концентрированная суспензия спирулины. Затем суспензия спирулины дополнительно высушивается, измельчается и т. д., и, наконец, получается высококачественный порошок спирулины. После использования трубчатой ​​центрифуги производство порошка спирулины на предприятии увеличилось на 30%, а чистота продукта повысилась с первоначальных 85% до более чем 95%. Конкурентоспособность продукта на рынке значительно повысилась.

Обработка продуктов здравоохранения на основе спирулины

При производстве таких продуктов для здоровья, как мягкие капсулы со спирулиной, требуется высокочистое и эффективное сырье. Известная компания по производству продуктов для здоровья использует трубчатую центрифугу для разделения и очистки спирулины, гарантируя, что эффективные компоненты спирулины не будут повреждены в процессе обработки. Продукция компании со спирулиной пользуется хорошей репутацией на рынке, и потребители отмечают ее очевидную эффективность, что во многом обусловлено использованием высококачественного сырья, полученного с помощью трубчатой ​​центрифуги.

( 2) Сфера косметики

Применение экстрактов спирулины

Некоторые косметические компании используют экстракты спирулины в производстве средств по уходу за кожей для усиления увлажняющего и антиоксидантного действия. Перед извлечением эффективных компонентов спирулины, для ее разделения используется центрифуга, удаляющая примеси и влагу, что позволяет получить чистые клетки спирулины. Извлеченные таким образом эффективные компоненты спирулины обладают высокой чистотой и лучше проявляют свои свойства в косметике. Например, в одной из марок увлажняющих масок со спирулиной используются экстракты спирулины, обработанные центрифугой, и увлажняющий эффект и стабильность продукта получили высокую оценку потребителей.

(3) Исследования в области биоэнергетики

Переработка сырья спирулины для производства биодизеля

В исследованиях по использованию спирулины для получения биодизеля необходимо эффективно отделять спирулину от воды, в которой она выращивалась, и проводить последующую обработку. Трубчатая центрифуга позволяет быстро отделять спирулину, обеспечивая достаточное количество сырья для производства биодизеля. В то же время, благодаря щадящему процессу разделения, она не повреждает масляные компоненты спирулины, что благоприятно для последующего извлечения и переработки масла. Научно-исследовательское учреждение успешно повысило эффективность и выход биодизеля, используя трубчатую центрифугу для отделения спирулины, предоставив перспективное техническое решение для применения спирулины в биоэнергетике.

V. Меры предосторожности при применении

(1) Предварительная обработка образца

Фильтрация крупных частиц-примесей

Перед подачей суспензии спирулины в трубчатую центрифугу необходимо провести предварительную фильтрацию для удаления крупных частиц, таких как мусор из культурального пруда и более крупный планктон. Эти крупные частицы могут засорить подающий трубопровод центрифуги или повредить барабан, что повлияет на нормальную работу центрифуги. Для предварительной обработки можно использовать простые и эффективные методы, такие как фильтрация через сито.

Регулировка значения pH и температуры

При различных значениях pH и температурах стабильность и седиментационные свойства клеток спирулины будут меняться. Перед разделением необходимо отрегулировать значение pH и температуру суспензии в соответствующем диапазоне в зависимости от характеристик спирулины, чтобы повысить эффективность разделения и качество продукта. Например, для некоторых сортов спирулины наилучший эффект разделения достигается при значении pH 7-8 и температуре 25-30 °C.

(2) Техническое обслуживание и ремонт оборудования

Регулярный осмотр барабана

Барабан трубчатой ​​центрифуги подвергается огромной центробежной силе во время высокоскоростного вращения и подвержен износу. Регулярно проверяйте износ барабана и своевременно заменяйте сильно изношенный барабан, чтобы предотвратить аварии, вызванные его разрывом. Одновременно проверяйте динамическую балансировку барабана, чтобы обеспечить стабильность работы центрифуги.

Техническое обслуживание приводного механизма и уплотнений.

Приводное устройство является ключевым компонентом, обеспечивающим нормальную работу центрифуги. Необходимо регулярно смазывать и обслуживать его, проверять рабочее состояние таких компонентов, как двигатель и ремень, и своевременно заменять поврежденные детали. Кроме того, исправность уплотнений имеет решающее значение для предотвращения утечек. Регулярная проверка и замена уплотнений обеспечивают внутреннюю герметизацию центрифуги и предотвращают утечку материала и попадание внешних примесей.

(3) Оптимизация рабочих параметров

Регулировка скорости вращения

В зависимости от концентрации, плотности суспензии спирулины и требований к разделению, следует разумно регулировать скорость вращения трубчатой ​​центрифуги. Чрезмерно высокая скорость вращения может привести к разрушению клеток спирулины, в то время как чрезмерно низкая скорость вращения приведет к низкой эффективности разделения. Оптимальную скорость вращения следует определять экспериментальным путем, чтобы обеспечить как эффективность разделения, так и максимальную защиту клеток спирулины. Например, для суспензии спирулины с относительно высокой концентрацией скорость вращения можно соответствующим образом увеличить для ускорения разделения; для процесса разделения с высокими требованиями к целостности клеток скорость вращения необходимо снизить.

Регулировка скорости подачи

Слишком высокая скорость подачи приведет к неравномерному распределению материала в центрифуге, что повлияет на эффективность разделения; слишком низкая скорость подачи снизит производительность. В зависимости от производительности центрифуги и свойств суспензии, скорость подачи следует точно контролировать, чтобы обеспечить стабильную работу центрифуги. Как правило, в начале разделения скорость подачи можно соответствующим образом снизить, а после стабилизации работы центрифуги ее можно постепенно отрегулировать до оптимальной скорости подачи.

VI. Заключение

Благодаря высокой эффективности разделения, высокой чистоте получаемого продукта и щадящему процессу разделения, трубчатая центрифуга демонстрирует большие преимущества и широкие перспективы применения в области разделения спирулины. От пищевой и медицинской промышленности до косметики и биоэнергетики, трубчатая центрифуга обеспечивает ключевую техническую поддержку для промышленного использования спирулины. В условиях непрерывного развития индустрии спирулины и растущих требований к технологиям разделения, трубчатая центрифуга будет продолжать внедрять инновации и совершенствоваться в плане оптимизации производительности оборудования и интеллектуального управления, способствуя дальнейшему развитию индустрии спирулины в направлении высокой эффективности, высокого качества и устойчивости, а также внося больший вклад в удовлетворение потребностей людей в здоровой и экологически чистой продукции.