Was ist Zentrifugentrennung? – Zentrifugenhersteller | ZONELINK
Wie eine Zentrifuge funktioniert
Eine Zentrifuge ist eine Maschine, die Zentrifugalkraft nutzt, um Komponenten aus Flüssigkeiten und Feststoffpartikeln oder Flüssigkeitsgemischen zu trennen. Zentrifugen werden hauptsächlich zur Trennung von Feststoffpartikeln aus Suspensionen oder zur Trennung zweier nicht mischbarer Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte in Emulsionen (z. B. Sahne von Milch) eingesetzt. Sie können auch zur Entfernung von Flüssigkeiten aus feuchten Feststoffen verwendet werden, beispielsweise beim Trocknen nasser Wäsche in der Waschmaschine. Spezielle Hochgeschwindigkeits-Rohrseparatoren können zudem Gasgemische unterschiedlicher Dichte trennen. Durch die Nutzung der unterschiedlichen Dichte oder Partikelgröße von Feststoffpartikeln in Flüssigkeiten bei unterschiedlichen Sedimentationsgeschwindigkeiten können einige Sedimentationszentrifugen Feststoffpartikel auch nach Dichte oder Partikelgröße klassifizieren.
Wenn eine Suspension mit feinen Partikeln ruht, sinken die suspendierten Partikel aufgrund der Schwerkraft allmählich ab. Je schwerer ein Partikel ist, desto schneller sinkt er, während Partikel mit geringerer Dichte als die Flüssigkeit aufsteigen. Die Geschwindigkeit, mit der sich Partikel in einem Gravitationsfeld bewegen, hängt von ihrer Größe, Form und Dichte sowie von der Stärke des Gravitationsfeldes und der Viskosität der Flüssigkeit ab. Selbst Partikel von der Größe roter Blutkörperchen mit einem Durchmesser von wenigen Mikrometern sinken unter normaler Schwerkraft ab.
Sedimentation in einem Medium geht mit Diffusion einher. Diffusion ist ein unbedingter und absoluter Prozess. Sie ist umgekehrt proportional zur Masse des Stoffes, und je kleiner die Partikel, desto stärker die Diffusion. Die Sedimentation hingegen ist relativ und bedingt und erfordert äußere Kräfte. Sie ist proportional zum Gewicht des Objekts; je größer das Partikel, desto schneller die Sedimentation. Partikel mit einer Größe von weniger als wenigen Mikrometern, wie Viren oder Proteine, liegen in Lösung kolloidal oder semikolloidal vor. Ihre Sedimentation lässt sich nicht allein durch die Schwerkraft beobachten, da die Partikelgröße die Sedimentation verlangsamt und die Diffusion verstärkt. Daher ist der Einsatz einer Zentrifuge notwendig, um durch die erzeugte Zentrifugalkraft die Diffusion zu überwinden und eine Sedimentation zu bewirken.
Bei der Zentrifugation wird die starke Zentrifugalkraft genutzt, die durch die schnelle Rotation des Zentrifugenrotors erzeugt wird, um die Sedimentationsgeschwindigkeit der Partikel in der Flüssigkeit zu beschleunigen und die Substanzen mit unterschiedlichen Sedimentationskoeffizienten und Auftriebsdichten in der Probe zu trennen.
Umrechnung zwischen Zentrifugalkraft (g) und Drehzahl (U/min)
Die Umrechnungsformel zwischen Zentrifugalkraft G und Drehzahl (U/min) lautet wie folgt:
G=1,11×10^(-5)×R×(U/min)^2
Unter ihnen ist G die Zentrifugalkraft, die im Allgemeinen als Vielfaches von g (Erdbeschleunigung) ausgedrückt wird.
10^(-5) ist die negative fünfte Potenz von 10, das Quadrat der Drehzahl (rpm)^2, R ist der Radius und die Einheit ist Zentimeter.
Bei einem Zentrifugalradius von 10 cm und einer Drehzahl von 8000 U/min beträgt die Zentrifugalkraft beispielsweise:
G=1.11*10(-5)*10*(8000)2=7104
Das heißt, die Zentrifugalkraft beträgt 7104 g.
Bei einer Zentrifugalkraft von 8000 g beträgt die Drehzahl: 8489 entspricht etwa 8500 U/min.
Hauptklassifizierung
Faltung 1. Gemäß dem Trennfaktor Fr-Wert
Zentrifugen lassen sich in folgende Typen unterteilen:
1. Zentrifuge mit normaler Drehzahl
Bei Fr≤3500 (üblicherweise 600~1200) zeichnet sich diese Art von Zentrifuge durch eine niedrige Drehzahl und einen großen Durchmesser aus.
2. Hochgeschwindigkeitszentrifuge
Fr=3500~50000, die Drehzahl dieser Zentrifuge ist hoch, der Durchmesser der Trommel ist im Allgemeinen klein und die Länge ist groß.
3. Ultrazentrifuge
Bei Fr>50000 wird die Trommel aufgrund der hohen Drehzahl (über 50000 U/min) als schlanke Rohrtrommel ausgeführt.
Der Trennfaktor Fr bezeichnet das Verhältnis der Zentrifugalkraft des Materials im Zentrifugalkraftfeld zur Schwerkraft des Materials im Gravitationsfeld.
zweifach faltbar, je nach Betriebsmodus
Zentrifugen lassen sich in folgende Typen unterteilen:
1. Spaltzentrifuge
Die Prozesse der Beschickung, Trennung, Wäsche und Schlackenentladung sind allesamt Spaltvorgänge, und zur Entladung der Schlacke werden manuelle, schwerkraftbasierte oder mechanische Methoden eingesetzt, wie zum Beispiel Dreibein- und Oberaufhängungszentrifugen.
2. Kontinuierliche Zentrifuge
Die Prozesse der Beschickung, Trennung, Wäsche und Schlackenentladung können automatisiert in einem Zwischenraum oder in einem kontinuierlichen Prozess durchgeführt werden.
3. Geotechnische Zentrifuge
Faltung 3. Nach dem Schlackenabwurfverfahren
Zentrifugen lassen sich in folgende Typen unterteilen:
1. Schaberentladezentrifuge
Der Prozess ist indirekt und die Operation läuft automatisch ab.
2. Kolbenschieberzentrifuge
Der Prozess ist halbkontinuierlich und der Ablauf automatisch.
3. Spiralentladungszentrifuge
Der Prozess ist kontinuierlich und der Ablauf automatisch.
4. Zentrifugalentladungszentrifuge
Der Prozess ist kontinuierlich und der Ablauf automatisch.
5. Vibrationszentrifuge
Der Prozess ist kontinuierlich und der Ablauf automatisch.
6. Kippentladezentrifuge
Der Prozess ist kontinuierlich und der Ablauf automatisch.
Vier, gemäß der Prozessnutzung
Zentrifugen lassen sich unterteilen in: Filterzentrifugen und Dekanterzentrifugen.
Fünf, gemäß der Installationsart
Man kann es auch in vertikale, horizontale, geneigte, hängende und dreibeinige Varianten unterteilen.
6. Gemäß nationalen Standards und Marktanteil
für die folgenden vier
1. Dreibeinzentrifuge
2. Horizontale Spiralzentrifuge
3. Scheibentrenner
4. Rohrseparator
Wie kann ich kaufen?
Es gibt viele Modelle und Typen von Zentrifugen, und der Preis ist relativ hoch. Beim Kauf sollten Sie die benötigte Größe und den Arbeitsaufwand berücksichtigen. Im Allgemeinen sollten folgende Faktoren beachtet werden:
(1) Der Zweck der Zentrifugation, analytische Zentrifugation oder Präparationszentrifugation;
(2) Art und Menge der Probe (Zellen, Viren oder Proteine) sowie deren Größe. Auf Grundlage dieser Faktoren wird die Entscheidung für den Kauf einer analytischen oder präparativen Zentrifuge getroffen; ebenso für eine Niedriggeschwindigkeits-, Hochgeschwindigkeits- oder Ultrahochgeschwindigkeitszentrifuge; oder für eine Hochvolumen-, Konstantvolumen- oder Mikrovolumenzentrifuge.
(3) Wirtschaftlichkeit: Bei der Modellauswahl sind Hersteller und Preis zu berücksichtigen. Preis und Leistung des Produkts müssen aufeinander abgestimmt sein.
(4) Sonstige Details: wie z. B. ob die Zentrifugalfunktion einfach ist, ob die Wartung bequem ist, ob die Konstruktion veraltet ist, ob die Versorgung mit Verschleißteilen bequem ist usw.
(5) Problem der Kompatibilität: Zentrifugen können nicht gleichzeitig mit niedriger, hoher und Überdrehzahl betrieben werden. Ultrazentrifugen sind generell auf Ultrazentrifugation beschränkt und eignen sich weder für Hoch- noch für Niedrigdrehzahlzentrifugation. Umgekehrt sind Hochdrehzahlzentrifugen nicht für Niedrigdrehzahlzentrifugation geeignet. Daher sollte beim Kauf einer Ultrazentrifuge unbedingt auf eine hohe Drehzahl geachtet werden, um die Vorteile voll auszuschöpfen. Da im Allgemeinen Niedrig- und Hochdrehzahlbereiche häufiger genutzt werden, ist die Auslastung von Ultrazentrifugen gering. Ultrazentrifugen werden daher nur in Laboren mit häufigem Bedarf oder in regionalen öffentlichen Einrichtungen angeschafft.
Nachdem das Zentrifugenmodell festgelegt wurde, stellt sich die Frage nach dem passenden Zentrifugalrotor. Entscheidend sind dabei das Probenvolumen und die Zentrifugationsbedingungen. Üblicherweise stehen je nach Bedarf ein Horizontalrotor und ein Winkelrotor oder ein Rotor mit großem Volumen (relativ niedriger Drehzahl) und ein Rotor mit kleinem Volumen (hohe Drehzahl) zur Verfügung. Je umfassender die Auswahl, desto besser. Da es viele verschiedene Zentrifugalrotortypen gibt, von denen viele einander ähneln, und Rotoren für Hochgeschwindigkeitszentrifugen recht teuer sind, ist es unnötig, alle Rotoren aufeinander abzustimmen. Dadurch übersteigt der Preis der Zentrifuge um ein Vielfaches den Preis der Zentralzentrifuge. Der Preis variiert stark aufgrund der unterschiedlichen Rotordrehzahlen. Es empfiehlt sich nicht, eine möglichst hohe Drehzahl anzustreben, sondern einen Rotor mit der maximal zulässigen Drehzahl zu verwenden, da sonst die Zentrifuge verschwendet wird. Bei zwei Zentrifugen kann die Verwendung komplementärer Rotormodelle Kosten sparen.
Die Verwaltung von Zentrifugen in China hat sich seit vielen Jahren bewährt. Alle Zentrifugentypen sollten von Fachpersonal bedient und gewartet werden. Hoch- und Ultrazentrifugen erfordern regelmäßige Inspektionen und Wartungsarbeiten. Benutzer sollten den Betriebszustand und die Wartungsbedingungen detailliert dokumentieren, um die sichere Verwendung der Zentrifuge zu gewährleisten. Hoch- und Niedriggeschwindigkeitszentrifugen sind einfach zu bedienen und können nach dem Lesen der Bedienungsanleitung und einer kurzen Einweisung in die Bedienung selbstständig eingesetzt werden. Ultrazentrifugen hingegen weisen eine komplexe Struktur und komplizierte Arbeitsabläufe auf. Unsachgemäße Bedienung birgt ein hohes Unfallrisiko. Insbesondere der Zentrifugalrotor muss sorgfältig gewartet und verwendet werden. Die langjährige Erfahrung in China zeigt, dass die sachgemäße Pflege und Bedienung der Geräte deren einwandfreien Zustand garantiert. Bedienung und Management sollten geschult werden, um nicht nur mit der Bedienung vertraut zu sein, sondern auch ein umfassendes Verständnis des Geräts zu entwickeln.
