¿Qué es la separación por centrifugación? - Fabricante de centrífugas | ZONELINK

Cómo funciona una centrífuga

Una centrífuga es una máquina que utiliza la fuerza centrífuga para separar componentes de partículas líquidas y sólidas, o de una mezcla de líquidos. Las centrífugas se utilizan principalmente para separar partículas sólidas de líquidos en suspensión, o para separar dos líquidos inmiscibles de diferentes densidades en emulsiones (como separar la crema de la leche). También se pueden utilizar para eliminar líquidos de sólidos húmedos, como al secar ropa mojada en una lavadora. Los separadores tubulares ultrarrápidos especiales también pueden separar mezclas de gases de diferentes densidades. Aprovechando las características de las diferentes densidades o tamaños de partículas sólidas en líquidos con diferentes velocidades de sedimentación, algunas centrífugas de sedimentación también pueden clasificar las partículas sólidas por densidad o tamaño.

Cuando la suspensión que contiene partículas finas se encuentra en reposo, las partículas suspendidas se hunden gradualmente debido a la acción del campo gravitatorio. Cuanto más pesada es la partícula, más rápido se hunde, mientras que las partículas con menor densidad que el líquido flotan. La velocidad a la que se mueven las partículas en un campo gravitatorio está relacionada con su tamaño, forma y densidad, así como con la intensidad del campo gravitatorio y la viscosidad del líquido. Se puede observar que partículas del tamaño de glóbulos rojos, con un diámetro de varias micras, se sedimentan bajo la acción de la gravedad.

Además, cuando la sustancia se asienta en el medio, se produce el fenómeno de difusión. La difusión es incondicional y absoluta. Es inversamente proporcional a la masa de la sustancia, y cuanto más pequeñas son las partículas, más intensa es la difusión. La sedimentación es relativa y condicional, y requiere la aplicación de una fuerza externa para su movimiento. La sedimentación es proporcional al peso del objeto; cuanto mayor es la partícula, más rápida es la sedimentación. Para partículas de tamaño inferior a unas pocas micras, como virus o proteínas, que se encuentran en estado coloidal o semicoloide en solución, resulta imposible observar el proceso de sedimentación únicamente por gravedad. Esto se debe a que cuanto más pequeñas son las partículas, más lenta es la sedimentación y más intenso es el fenómeno de difusión. Por lo tanto, es necesario utilizar una centrífuga para generar una fuerza centrífuga intensa que obligue a estas partículas a superar la difusión y producir un movimiento de sedimentación.

La centrifugación consiste en utilizar la fuerte fuerza centrífuga generada por la rotación a alta velocidad del rotor de la centrífuga para acelerar la velocidad de sedimentación de las partículas en el líquido y separar las sustancias con diferentes coeficientes de sedimentación y densidades de flotación en la muestra.

Conversión entre fuerza centrífuga (g) y velocidad de rotación (rpm)

La fórmula de conversión entre la fuerza centrífuga G y la velocidad de rotación RPM es la siguiente:

G = 1,11 × 10⁻⁵ × R × (rpm)²

Entre ellas, G es la fuerza centrífuga, que generalmente se expresa como un múltiplo de g (aceleración de la gravedad).

10^(-5) es la quinta potencia negativa de 10, el cuadrado de la velocidad de rotación (rpm)^2, R es el radio y la unidad es centímetros.

Por ejemplo, con un radio centrífugo de 10 cm y una velocidad de rotación de 8000 RPM, la fuerza centrífuga es:

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

Es decir, la fuerza centrífuga es de 7104 g.

Y cuando la fuerza centrífuga es de 8000 g, su velocidad debería ser: 8489 es aproximadamente 8500 rpm.

Clasificación principal

Plegado 1. Según el factor de separación Fr valor

Las centrífugas se pueden dividir en los siguientes tipos:

1. Centrífuga de velocidad normal

Fr≤3500 (normalmente 600~1200), este tipo de centrífuga tiene una velocidad baja y un diámetro grande.

2. Centrífuga de alta velocidad

Fr=3500~50000, la velocidad de rotación de esta centrífuga es alta, el diámetro del tambor es generalmente pequeño y la longitud es larga.

3. Ultracentrífuga

Debido a la alta velocidad (superior a 50000 rpm) y a la presión Fr>50000, el tambor se fabrica con una forma tubular delgada.

El factor de separación Fr se refiere a la relación entre la fuerza centrífuga del material en el campo de fuerza centrífuga y la gravedad del material en el campo gravitatorio.

Plegado en dos, según el modo de funcionamiento.

Las centrífugas se pueden dividir en los siguientes tipos:

1. Centrífuga de brecha

Los procesos de alimentación, separación, lavado y descarga de escoria son todos operaciones que requieren separación, y para descargar la escoria se utilizan métodos manuales, por gravedad o mecánicos, como centrífugas de tres patas y de suspensión superior.

2. Centrífuga continua

Los procesos de alimentación, separación, lavado y descarga de escoria pueden llevarse a cabo automáticamente de forma intermitente o continua.

3. Centrífuga geotécnica

Plegado 3. Según el método de descarga de escoria.

Las centrífugas se pueden dividir en los siguientes tipos:

1. Centrífuga de descarga con raspador

El proceso es indirecto y el funcionamiento es automático.

2. Centrífuga de empuje de pistón

El proceso es semicontinuo y el funcionamiento es automático.

3. Centrífuga de descarga en espiral

El proceso es continuo y el funcionamiento es automático.

4. Centrífuga de descarga centrífuga

El proceso es continuo y el funcionamiento es automático.

5. Centrífuga de descarga vibratoria

El proceso es continuo y el funcionamiento es automático.

6. Centrífuga de descarga por inclinación

El proceso es continuo y el funcionamiento es automático.

Cuatro, según el proceso utilizado

Las centrífugas se pueden dividir en: centrífugas de filtro y centrífugas decantadoras.

Cinco, según el modo de instalación

También se puede clasificar en vertical, horizontal, inclinado, colgante y de tres patas.

6. Según las normas nacionales y la cuota de mercado.

para los siguientes cuatro

1. centrífuga de tres patas

2. Centrífuga espiral horizontal

3. Separador de discos

4. Separador tubular

¿Cómo comprar?

Existen muchos modelos y tipos de centrífugas, y su precio es relativamente elevado. Al comprar una, conviene medir según el trabajo a realizar. Generalmente, se deben considerar los siguientes factores:

(1) El propósito de la centrifugación, centrifugación analítica o centrifugación preparativa;

(2) El tipo y la cantidad de la muestra, ya sean células, virus o proteínas, y el tamaño de la muestra. Con base en estos factores, se decide adquirir una centrífuga analítica o preparativa; de baja velocidad, alta velocidad o ultra alta velocidad; de alto volumen, volumen constante o microvolumen.

(3) Capacidad económica: Cuando se determina el modelo, se deben considerar el fabricante y el precio. El precio y el rendimiento del producto están sincronizados.

(4) Otros detalles: tales como si la operación centrífuga es simple, si el mantenimiento es conveniente, si el diseño está desactualizado, si el suministro de piezas de desgaste es conveniente, etc.

(5) Problema de compatibilidad: es imposible que una centrífuga funcione a baja, alta y alta velocidad simultáneamente. En general, las ultracentrífugas se limitan a la ultracentrifugación, no son adecuadas para la centrifugación a alta ni baja velocidad, y viceversa. Por lo tanto, al comprar una ultracentrífuga, es necesario considerar una de alta velocidad, de lo contrario no se aprovechará su ventaja. En general, las velocidades baja y alta se utilizan con mayor frecuencia, mientras que la tasa de utilización de las ultracentrífugas es baja. Las ultracentrífugas solo se adquieren en laboratorios de uso frecuente o en entornos públicos regionales.

Una vez determinado el modelo de la centrífuga, surge la pregunta de qué tipo de rotor centrífugo elegir. La consideración principal es la capacidad de la muestra y las condiciones de centrifugación. Generalmente, se utilizan un rotor horizontal y uno angular, o bien un rotor de gran capacidad (velocidad relativamente baja) y uno de pequeña capacidad (velocidad alta) para satisfacer las diferentes necesidades de trabajo. Cuanto más completo sea el conjunto, mejor. Dado que existen muchos tipos de rotores centrífugos, muchos de ellos similares, y los rotores para máquinas de alta velocidad son bastante caros, si se utilizan todos iguales, el precio puede ser varias veces superior al de la centrífuga, lo cual no es necesario. Debido a las diferentes velocidades de los rotores, el precio varía considerablemente. En cuanto a la velocidad de rotación, no es recomendable buscar la máxima posible, sino que debe haber un rotor con la velocidad de rotación más alta permitida por la centrífuga; de lo contrario, sería un desperdicio para la centrífuga. Las unidades con dos centrífugas pueden considerar modelos de rotores complementarios para ahorrar dinero.

Gestión de centrífugas: según la experiencia de muchos años con las centrífugas en China, todos los tipos de centrífugas deben ser gestionados y mantenidos por personal especializado. Las centrífugas de alta y ultra alta velocidad requieren inspección y mantenimiento periódicos. Los usuarios deben registrar detalladamente el estado experimental y las condiciones de mantenimiento para garantizar el uso seguro de la centrífuga. Las centrífugas de alta y baja velocidad son fáciles de operar, por lo que se pueden usar sin ayuda después de leer las instrucciones y recibir capacitación sobre los procedimientos operativos. La ultracentrífuga tiene una estructura compleja y procedimientos de trabajo complicados. Un uso inadecuado puede provocar accidentes. En particular, el rotor centrífugo debe mantenerse y usarse con cuidado. A juzgar por la experiencia de muchos años con el uso y la gestión a nivel nacional, el cuidado y el funcionamiento del instrumento son la garantía de que se encuentre en buen estado. El personal de gestión y los operadores deben recibir capacitación para que no solo estén familiarizados con el funcionamiento, sino que también comprendan el instrumento.