速度沉降

中文名称

速度沉降

英文名称

velocity sedimentation

定　　义

生物颗粒（细胞或细器）在十分平缓的密度梯度介质中按各自的沉降系数以不同的速度下沉而达到分离的方法。主要用于分离密度相近而大小不等的细胞或细胞器。这种沉降方法所采用的介质密度较低，介质的最大密度应小于被分离生物颗粒的最小密度。

应用学科

细胞生物学（一级学科），细胞生物学技术（二级学科）

对于固定的悬浮体系，有以下结论：

1、悬浮物的颗粒越大，沉降速度越快；

2、悬浮物与流体的密度差越大，沉降速度越快；

3、流体黏度越小，沉降速度越快。

在实际的工业生产中，在悬浮液中添加适量的凝聚剂或絮凝剂使得分散的细颗粒凝集成为较大的颗粒集团，增大固相颗粒的沉降速度，以提高沉降分离的速度和分离效率，这是提高沉降效果的通行做法。

沉降速度与沉降系数

沉降速度，是指在离心力的作用下，物质粒子在单位时间内沿离心力方向移动的距离。沉降系数是指在单位离心场中颗粒的沉降速度，受介质（溶剂）密度和粘度的影响。

重力沉降速度

颗粒在静止流体中沉降时，不受其他颗粒的干扰及器壁的影响，称为自由沉降。例如较稀的混悬液或者含尘气体固体颗粒的沉降可视为自由沉降。单个球形颗粒在重力沉降过程中受3个力的作用：重力、浮力和阻力。表面光滑的刚性球形颗粒置于静止的流体介质中，当颗粒密度大于流体密度时，颗粒将下沉。颗粒开始沉降的瞬间，速度为0，加速度为最大值。颗粒开始沉降以后，随着速度的增加，阻力也随之增大，直到速度增大到一定值后，重力、浮力、阻力三者达到平衡，加速度等于0，颗粒作匀速沉降运动。此时颗粒（分散相）相对于连续相的运动速度称为沉降速度或终端速度。

若以上述沉降过程产生的交界面1-1的高度为纵坐标，沉淀时间为横坐标，可得交界面沉降过程曲线，如图3中(f)所示。各区的沉降速度可由沉降曲线上各点的切线斜率绘出。

（1） 曲线a-b′段的上凸曲线可解释为沉淀初期由于颗粒间的絮凝导致颗粒凝聚变大，沉降速度逐渐变大。

（2） b'-b段为直线，表明交界面等速下降。a-b′段一般较短，有时不甚明显，可以作为b'-b直线段的延伸。

（3） 曲线b-c段为下凹的曲线，表明交界面的下降速度逐渐减小。B区和C区消失的C点即为临界沉降点。

（4） c-d段表示临界沉降点之后压实区沉淀物的压实过程，压实区最终高度为H_∞。

浓度为C_t的悬浮液交界面下沉速度V_t可按如下公式计算：

V_t=

式中：V_t— 浓度为C_t的悬浮液交界面下沉速度，m/s；

H_t— 在b-d段任何一点t（C_t>C₀）作切线与纵坐标交于a′点，所得高度即为H_t，m。

H— b-d段在t点的高度，m。