ما هو الفصل بالطرد المركزي؟ - مصنّع أجهزة الطرد المركزي | زون لينك

كيف يعمل جهاز الطرد المركزي

جهاز الطرد المركزي هو آلة تستخدم قوة الطرد المركزي لفصل مكونات السوائل والجسيمات الصلبة أو خليط من السوائل. تُستخدم أجهزة الطرد المركزي بشكل أساسي لفصل الجسيمات الصلبة عن السوائل العالقة، أو لفصل سائلين غير قابلين للامتزاج ذوي كثافات مختلفة في المستحلبات (مثل فصل القشدة عن الحليب). كما يمكن استخدامه لإزالة السوائل من المواد الصلبة الرطبة، مثل تجفيف الملابس المبللة في الغسالة. ويمكن لفواصل الأنابيب فائقة السرعة الخاصة فصل مخاليط الغازات ذات الكثافات المختلفة. وباستخدام خصائص الكثافات المختلفة أو أحجام الجسيمات الصلبة في السوائل ذات سرعات الترسيب المختلفة، يمكن لبعض أجهزة الطرد المركزي تصنيف الجسيمات الصلبة حسب الكثافة أو حجم الجسيمات.

عندما يستقر معلق يحتوي على جسيمات دقيقة، تغوص هذه الجسيمات تدريجيًا بفعل الجاذبية. وكلما زادت كتلة الجسيم، زادت سرعة غوصه، بينما تطفو الجسيمات الأقل كثافة من السائل. وتعتمد سرعة حركة الجسيمات في مجال الجاذبية على حجمها وشكلها وكثافتها، بالإضافة إلى قوة مجال الجاذبية ولزوجة السائل. ويمكن ملاحظة ترسب جسيمات بحجم خلايا الدم الحمراء، بقطر يصل إلى عدة ميكرومترات، تحت تأثير الجاذبية الأرضية العادية.

بالإضافة إلى ذلك، عندما تستقر المادة في الوسط، يصاحب ذلك ظاهرة الانتشار. الانتشار مطلق وغير مشروط، ويتناسب عكسيًا مع كتلة المادة، فكلما صغر حجم الجسيمات، زاد الانتشار. أما الترسيب فهو نسبي ومشروط، ويتطلب قوة خارجية لتحريكه. يتناسب الترسيب طرديًا مع وزن الجسم، فكلما كبر حجم الجسيم، زادت سرعة الترسيب. بالنسبة للجسيمات التي يقل حجمها عن بضعة ميكرونات، مثل الفيروسات أو البروتينات، فإنها تكون في حالة غروانية أو شبه غروانية في المحلول، ولا يمكن ملاحظة عملية الترسيب بالجاذبية وحدها. فكلما صغر حجم الجسيمات، تباطأ الترسيب، وازدادت ظاهرة الانتشار. لذلك، من الضروري استخدام جهاز طرد مركزي لتوليد قوة طرد مركزي قوية لإجبار هذه الجسيمات على التغلب على الانتشار وإحداث حركة الترسيب.

تعتمد عملية الطرد المركزي على استخدام قوة الطرد المركزي القوية الناتجة عن الدوران عالي السرعة لدوار جهاز الطرد المركزي لتسريع سرعة ترسب الجزيئات في السائل، وفصل المواد ذات معاملات الترسيب المختلفة وكثافات الطفو في العينة.

التحويل بين قوة الطرد المركزي (g) وسرعة الدوران (rpm)

صيغة التحويل بين قوة الطرد المركزي G وسرعة الدوران RPM هي كما يلي:

G=1.11×10^(-5)×R×(rpm)^2

ومن بينها، G هي قوة الطرد المركزي، والتي يتم التعبير عنها بشكل عام كمضاعف لـ g (تسارع الجاذبية).

10^(-5) هو القوة الخامسة السالبة للعدد 10، ومربع سرعة الدوران (rpm)^2، وR هو نصف القطر، والوحدة هي السنتيمترات.

على سبيل المثال، مع نصف قطر طرد مركزي يبلغ 10 سم وسرعة دوران تبلغ 8000 دورة في الدقيقة، تكون قوة الطرد المركزي هي:

G=1.11*10(-5)*10*(8000)2=7104

أي أن قوة الطرد المركزي تبلغ 7104 جرام.

وعندما تكون قوة الطرد المركزي 8000 غرام، فإن سرعتها ستكون: 8489، أي حوالي 8500 دورة في الدقيقة.

التصنيف الرئيسي

الطي 1. وفقًا لقيمة عامل الفصل Fr

يمكن تقسيم أجهزة الطرد المركزي إلى الأنواع التالية:

1. جهاز طرد مركزي بسرعة عادية

Fr≤3500 (عادةً 600~1200)، يتميز هذا النوع من أجهزة الطرد المركزي بسرعة منخفضة وقطر كبير.

2. جهاز طرد مركزي عالي السرعة

Fr=3500~50000، سرعة دوران جهاز الطرد المركزي هذا عالية، وقطر الأسطوانة صغير بشكل عام، وطولها طويل.

3. جهاز الطرد المركزي الفائق

Fr>50000، بسبب السرعة العالية (أكثر من 50000 دورة في الدقيقة)، يتم تصنيع الأسطوانة على شكل أنبوبي رفيع.

يشير عامل الفصل Fr إلى نسبة قوة الطرد المركزي للمادة في مجال قوة الطرد المركزي إلى جاذبية المادة في مجال الجاذبية.

قم بطي اثنين، وفقًا لوضع التشغيل

يمكن تقسيم أجهزة الطرد المركزي إلى الأنواع التالية:

1. جهاز طرد مركزي ذو فجوة

عمليات التغذية والفصل والغسل وتفريغ الخبث كلها عمليات فجوات، ويتم استخدام الطرق اليدوية أو الجاذبية أو الميكانيكية لتفريغ الخبث، مثل أجهزة الطرد المركزي ثلاثية الأرجل وأجهزة الطرد المركزي ذات التعليق العلوي.

2. جهاز طرد مركزي مستمر

يمكن تنفيذ عمليات التغذية والفصل والغسل وتفريغ الخبث بشكل آلي في فجوة أو في عملية مستمرة.

3. جهاز الطرد المركزي الجيوتقني

الطي 3. وفقًا لطريقة تفريغ الخبث

يمكن تقسيم أجهزة الطرد المركزي إلى الأنواع التالية:

1. جهاز طرد مركزي لتفريغ الكاشطة

العملية غير مباشرة والتشغيل تلقائي.

2. جهاز طرد مركزي دافع بمكبس

العملية شبه مستمرة والتشغيل آلي.

3. جهاز طرد مركزي حلزوني التفريغ

العملية مستمرة والتشغيل تلقائي.

4. جهاز طرد مركزي للتفريغ

العملية مستمرة والتشغيل تلقائي.

5. جهاز طرد مركزي اهتزازي للتفريغ

العملية مستمرة والتشغيل تلقائي.

6. جهاز طرد مركزي لتفريغ الإمالة

العملية مستمرة والتشغيل تلقائي.

رابعاً، وفقاً لعملية الاستخدام

يمكن تقسيم أجهزة الطرد المركزي إلى: أجهزة الطرد المركزي المرشحة، وأجهزة الطرد المركزي ذات الطرد المركزي.

خمسة، حسب طريقة التركيب

ويمكن تقسيمها أيضاً إلى عمودية، وأفقية، ومائلة، ومعلقة، وثلاثية الأرجل.

6. وفقًا للمعايير الوطنية وحصة السوق

للأربعة التالية

1. جهاز طرد مركزي ثلاثي الأرجل

2. جهاز طرد مركزي حلزوني أفقي

3. فاصل الأقراص

4. فاصل أنبوبي

كيفية الشراء؟

تتوفر العديد من نماذج وأنواع أجهزة الطرد المركزي، وأسعارها مرتفعة نسبيًا. عند الشراء، يجب مراعاة متطلبات العمل. عادةً ما ينبغي أخذ العوامل التالية في الاعتبار:

(1) الغرض من الطرد المركزي، الطرد المركزي التحليلي أو الطرد المركزي التحضيري؛

(2) نوع العينة وكميتها، سواء كانت خلايا أو فيروسات أو بروتينات، وحجمها. وبناءً على هذه العوامل، يُتخذ قرار شراء جهاز طرد مركزي تحليلي أو تحضيري؛ منخفض السرعة، أو عالي السرعة، أو فائق السرعة؛ كبير الحجم، أو ثابت الحجم، أو صغير الحجم.

(3) القدرة الاقتصادية: عند تحديد النموذج، ينبغي مراعاة الشركة المصنعة والسعر. ويتم التوفيق بين سعر المنتج وأدائه.

(4) تفاصيل أخرى: مثل ما إذا كانت عملية الطرد المركزي بسيطة، وما إذا كانت الصيانة مريحة، وما إذا كان التصميم قديمًا، وما إذا كان توفير قطع الغيار سهلاً، وما إلى ذلك.

(5) مشكلة التوافق: يستحيل تشغيل جهاز الطرد المركزي بسرعات منخفضة وعالية وفائقة في آن واحد. عمومًا، تقتصر أجهزة الطرد المركزي فائقة السرعة على الطرد المركزي فائق السرعة فقط، فهي غير مناسبة للطرد المركزي عالي السرعة، ولا للطرد المركزي منخفض السرعة، كما أن أجهزة الطرد المركزي عالية السرعة غير مناسبة للطرد المركزي منخفض السرعة. لذلك، عند شراء جهاز طرد مركزي فائق السرعة، من الضروري مراعاة اختيار جهاز عالي السرعة، وإلا فلن تُستغل الميزة. عمومًا، تُستخدم السرعات المنخفضة والعالية بشكل أكثر شيوعًا، بينما معدل استخدام أجهزة الطرد المركزي فائقة السرعة منخفض. لا تُشترى أجهزة الطرد المركزي فائقة السرعة إلا في المختبرات التي تستخدمها بكثرة أو في الأماكن العامة المحلية.

بعد تحديد طراز جهاز الطرد المركزي، يأتي اختيار نوع الدوار المناسب. ويُعدّ حجم العينة وظروف الطرد المركزي الاعتبار الرئيسي. عادةً، يُستخدم دوار أفقي وآخر زاوي، أو دوار ذو سعة كبيرة (بسرعة منخفضة نسبيًا) وآخر ذو سعة صغيرة وسرعة عالية، وذلك لتلبية الاحتياجات المختلفة في العمل. وكلما كانت الخيارات أكثر شمولًا، كان ذلك أفضل. نظرًا لتعدد أنواع دوارات الطرد المركزي، وتشابه العديد منها، وارتفاع أسعار دوارات الأجهزة ذات السرعة العالية، فإنّ سعرها، في حال استخدامها جميعًا، يفوق سعر الجهاز نفسه بعدة أضعاف، وهو أمر غير ضروري. ويختلف السعر اختلافًا كبيرًا باختلاف سرعة الدوار. وفيما يتعلق بسرعة الدوران، لا يُنصح بالسعي وراء أعلى سرعة ممكنة، ولكن يجب اختيار دوار بأعلى سرعة دوران يسمح بها الجهاز، وإلا سيُصبح ذلك هدرًا للموارد. قد تفكر الوحدات التي تحتوي على جهازي طرد مركزي في استخدام نماذج دوارة تكميلية لتوفير المال.

إدارة أجهزة الطرد المركزي: بناءً على استخدام أجهزة الطرد المركزي في الصين لسنوات عديدة، يجب أن تتم إدارة وصيانة جميع أنواعها بواسطة كوادر متخصصة. تتطلب أجهزة الطرد المركزي عالية السرعة وفائقة السرعة فحصًا وصيانة دورية. ينبغي على المستخدمين تسجيل حالة التجارب وظروف الصيانة بدقة لضمان الاستخدام الآمن للجهاز. تتميز أجهزة الطرد المركزي عالية ومنخفضة السرعة بسهولة التشغيل، حيث يمكن استخدامها ذاتيًا بعد قراءة التعليمات والتدرب على إجراءات التشغيل. أما جهاز الطرد المركزي فائق السرعة، فيتميز ببنية معقدة وإجراءات تشغيل معقدة، وقد يؤدي سوء استخدامه إلى وقوع حوادث. يجب على وجه الخصوص صيانة واستخدام دوار الطرد المركزي بعناية فائقة. وبالنظر إلى الاستخدام والإدارة المحليين على مدى سنوات طويلة، فإن الحفاظ على الجهاز وتشغيله بشكل صحيح هو الضمان لسلامته. يجب تدريب الإدارة والمشغلين ليكونوا على دراية تامة بالتشغيل وفهم الجهاز بشكل كامل.