对于较高的进料固体含量，卧螺离心机或固相转鼓离心机更适合处理固体浓度超过5% - 10%（体积比）的进料。然而，卧螺离心机所能达到的最大离心力要低得多。如图2.5所示，大型卧螺离心机可适应高体积流量和固体处理量，但离心力较低；而较小的卧螺离心机处理量较低，但离心力较高。例如，一台直径750毫米、长径比为4:1的卧螺离心机只能达到3000g的离心力，而一台直径150毫米的转鼓离心机可高达6000g甚至更高。一些采用特殊支撑和浮动轴承系统的小型卧螺离心机设计，实际上可达到10,000g的离心力。尽管如此，其离心力范围仍远低于碟式离心机的最大值。尽管如此，在一些高固体进料的生物加工应用中，如乙醇加工中的分离、酶加工中絮凝生物固体的分离、去除污染物或提取可溶性产品的分离和再浆化，以及生物固体的脱水以获得干饼等过程，卧螺离心机更受青睐。
5.1固相转鼓或卧螺离心机
图5.1展示了逆流式卧螺离心机或固相转鼓离心机。进料浆液在旋转的进料隔室或加速器中加速后，被引入环形池进行分离。在高离心力作用下，较重的固体颗粒径向向外迁移至转鼓壁，将较轻的液体挤向较小半径处的池面。固体在离心力作用下被压实，在转鼓壁上形成滤饼。随后，通过与转鼓以不同速度旋转的螺旋输送机，将滤饼输送至锥形卸料端的小直径处。滤饼在 “干滩” 上被输送，滤饼中的液体在重力作用下进一步回流至池中，从而使排出的滤饼更干燥。
齿轮箱和 / 或输送机驱动器控制转鼓和输送机之间的差速，可根据需要改变固体在机器中的停留时间。澄清后的液体从机器另一端（大直径端）的溢流堰溢出，池深由溢流堰的排放直径控制。离心机的性能取决于各种操作变量，如进料速率、池深、转速或离心力以及差速，这些变量应根据具体的分离工艺进行优化。此外，可安装固定的向心泵来撇取澄清液体，将液体的动能转化为压力，从而在排放含有可溶性蛋白质的液体时避免产生泡沫。
5.2进料速率
浆液在转鼓中的停留时间会影响离心液的澄清度。降低进料速率可增加液体的停留时间，使悬浮固体更有效地沉降。对于固体浓度低于1% 的稀悬浮液，建议在离心机上游采用重力或旋流浓缩，以浓缩并减少需要处理的进料浆液或液体的总体积。水力负荷会影响进料加速时主驱动电机的功率需求，而固体负荷会影响输送机的扭矩负载。
5.3池深
合适的池深取决于进料浆液中固体的沉降特性。降低池深通常可获得更干燥的滤饼，因为在排放前有更长的干滩用于滤饼排水。但池深不应过低，以免影响离心液的澄清度或阻碍固体的输送。另一方面，增加池深会缩短干燥滩的长度，对于通过排水和脱饱和进行脱水的颗粒状固体，这通常会导致滤饼水分含量更高。而对于始终被液体饱和的生物固体，脱水是通过压实和挤压实现的，因此较深的池深有利于形成更厚的滤饼，从而产生更高的压实压力，更有利于将液体从滤饼中挤出，这一主题将在第7章 “通过离心浓缩固体” 中进一步讨论。
较深的池深可提高离心液的澄清度，因为增加了液体的停留时间，使较轻和较小的颗粒有更多时间沉降。此外，增加池深还可借助液体浮力使滤饼的输送更加顺畅，否则会导致输送扭矩过高，沉积物可能只能间歇性排放。本章稍后将对此进行讨论。
5.4.转速和离心力
较高的转速会产生更高的离心力，有助于提高悬浮固体在液体池中的沉降效果，并使沉积物形成的滤饼进一步脱液，从而降低滤饼的水分含量和 / 或使离心液更澄清。然而，情况并非总是如此。一些固体，尤其是较细的颗粒，由于表面附着污染物或气泡，其密度与液体非常接近（即近乎中性浮力），无论离心力大小如何，它们都不会沉降。一些滤饼在较低的离心力下排水更容易，因为此时存在较大的孔隙，滤饼的渗透性较高或比阻较低。而易于压实的固体在高离心力作用下会紧密堆积，对于这类可压实滤饼，增加离心力并不一定能提高滤饼的干燥度，因为滤饼脱液阻力也会同等增加。为了在获得最大离心液澄清度、滤饼干燥度和最低功耗的情况下实现最佳运行，离心机应在与工艺材料特性和性能要求相适应的 “尽可能低” 的速度下运行。在初始启动阶段，通过使用不同的驱动轮和从动轮组合来驱动转子，比较不同转速和离心力下的滤饼干燥度和离心液澄清度，是一种很好的做法。更好的方法是使用变频调速驱动来控制机器速度，这样可以在运行过程中随时改变速度 / 离心力，这将在5.5节中进一步讨论。这样可以为特定应用选择最佳的离心力。
5.5.差速
降低螺旋输送机与转鼓之间的差速，会增加固体的停留时间。这通常会导致滤饼在转鼓壁上堆积的深度增加，压实应力增大，从而使滤饼更干燥，同时也会导致输送扭矩增加。较低的输送机差速可减少湍流和固体的再悬浮。然而，较低的输送机差速也可能产生相反的效果，即进料固体速率高于输送机的固体输送速率，导致未输送的固体在转鼓中堆积，并被高速澄清液夹带，最终与离心液一起溢出。这种固体进料与输送速率之间的不平衡往往会导致输送扭矩随时间逐渐升高。基于上述讨论，应在固体输入和固体去除速率之间找到平衡，以防止离心液澄清度下降，更严重的是防止固体堆积导致离心机堵塞。
