جداسازی سانتریفیوژ چیست؟ - تولیدکننده سانتریفیوژ | ZONELINK
نحوه کار سانتریفیوژ
سانتریفیوژ دستگاهی است که از نیروی گریز از مرکز برای جداسازی اجزا از مایع و ذرات جامد یا مخلوطی از مایع و مایع استفاده میکند. سانتریفیوژها عمدتاً برای جداسازی ذرات جامد از مایعات در حالت تعلیق استفاده میشوند؛ یا برای جداسازی دو مایع امتزاجناپذیر با چگالیهای مختلف در امولسیونها (مانند جدا کردن خامه از شیر)؛ همچنین میتوان از آن برای حذف مایعات در جامدات مرطوب، مانند خشک کردن لباسهای مرطوب با ماشین لباسشویی استفاده کرد؛ جداکنندههای لولهای فوق سریع ویژه همچنین میتوانند مخلوطهای گازی با چگالیهای مختلف را از هم جدا کنند؛ با استفاده از ویژگیهای چگالیهای مختلف یا اندازه ذرات ذرات جامد در مایعات با سرعت رسوب متفاوت، برخی از سانتریفیوژهای رسوب همچنین میتوانند ذرات جامد را بر اساس چگالی یا اندازه ذرات طبقهبندی کنند.
وقتی سوسپانسیون حاوی ذرات ریز ساکن میماند، ذرات معلق به دلیل عملکرد میدان گرانشی به تدریج تهنشین میشوند. هر چه ذره سنگینتر باشد، سریعتر تهنشین میشود، در حالی که ذرهای که چگالی کمتری نسبت به مایع دارد، به سمت بالا شناور میشود. سرعت حرکت ذرات در میدان گرانشی به اندازه، شکل و چگالی ذرات و همچنین به قدرت میدان گرانشی و ویسکوزیته مایع مربوط میشود. ذراتی به اندازه گلبولهای قرمز خون با قطر چند میکرومتر، میتوانند تحت گرانش عادی تهنشین شوند.
علاوه بر این، وقتی ماده در محیط تهنشین میشود، با پدیده انتشار همراه است. انتشار بیقید و شرط و مطلق است. انتشار با جرم ماده نسبت معکوس دارد و هرچه ذرات کوچکتر باشند، انتشار شدیدتر است. فرونشست نسبی و مشروط است و برای حرکت باید تحت نیروی خارجی قرار گیرد. رسوبگذاری با وزن جسم متناسب است، هرچه ذره بزرگتر باشد، رسوبگذاری سریعتر است. برای ذرات کوچکتر از چند میکرون، مانند ویروسها یا پروتئینها، آنها در حالت کلوئیدی یا نیمه کلوئیدی در محلول هستند و مشاهده فرآیند رسوبگذاری فقط با گرانش غیرممکن است. زیرا هرچه ذرات کوچکتر باشند، رسوبگذاری کندتر و پدیده انتشار شدیدتر است. بنابراین، لازم است از سانتریفیوژ برای ایجاد نیروی گریز از مرکز قوی استفاده شود تا این ذرات را مجبور به غلبه بر انتشار و ایجاد حرکت رسوبگذاری کند.
سانتریفیوژ به معنای استفاده از نیروی گریز از مرکز قوی تولید شده توسط چرخش پرسرعت روتور سانتریفیوژ برای تسریع سرعت رسوب ذرات در مایع و جداسازی مواد با ضرایب رسوب و چگالی شناوری مختلف در نمونه است.
تبدیل بین نیروی گریز از مرکز (g) و سرعت چرخش (rpm)
فرمول تبدیل بین نیروی گریز از مرکز G و سرعت چرخش RPM به شرح زیر است:
G=1.11×10^(-5)×R×(rpm)^2
در میان آنها، G نیروی گریز از مرکز است که عموماً به صورت مضربی از g (شتاب گرانش) بیان میشود.
10^(-5) توان پنجم منفی 10، مربع سرعت چرخش (rpm)^2، R شعاع و واحد آن سانتیمتر است.
برای مثال، با شعاع گریز از مرکز ۱۰ سانتیمتر و سرعت دورانی ۸۰۰۰ دور در دقیقه، نیروی گریز از مرکز برابر است با:
G=1.11*10(-5)*10*(8000)2=7104
یعنی نیروی گریز از مرکز ۷۱۰۴g است.
و وقتی نیروی گریز از مرکز ۸۰۰۰ گرم باشد، سرعت آن باید ۸۴۸۹ باشد که حدود ۸۵۰۰ دور در دقیقه است.
طبقه بندی اصلی
تاشو ۱. با توجه به ضریب جداسازی مقدار Fr
سانتریفیوژها را میتوان به انواع زیر تقسیم کرد:
۱. سانتریفیوژ با سرعت معمولی
Fr≤3500 (معمولاً 600 تا 1200)، این نوع سانتریفیوژ سرعت کم و قطر بزرگی دارد.
۲. سانتریفیوژ با سرعت بالا
Fr=3500~50000، سرعت چرخش این سانتریفیوژ بالا، قطر درام عموماً کوچک و طول آن بلند است.
۳. اولترا سانتریفیوژ
از ۵۰۰۰۰ به بعد، به دلیل سرعت بالا (بالای ۵۰۰۰۰ دور در دقیقه)، درام به شکل لولهای باریک ساخته میشود.
ضریب جداسازی Fr به نسبت نیروی گریز از مرکز ماده در میدان نیروی گریز از مرکز به گرانش ماده در میدان گرانشی اشاره دارد.
تاشو دو، با توجه به حالت عملیات
سانتریفیوژها را میتوان به انواع زیر تقسیم کرد:
۱. سانتریفیوژ شکافدار
فرآیندهای تغذیه، جداسازی، شستشو و تخلیه سرباره آن، همگی عملیات شکافی هستند و از روشهای دستی، ثقلی یا مکانیکی برای تخلیه سرباره، مانند سانتریفیوژهای سهپایه و معلق از بالا، استفاده میشود.
۲. سانتریفیوژ پیوسته
فرآیندهای تغذیه، جداسازی، شستشو و تخلیه سرباره میتواند به صورت خودکار در یک شکاف یا در یک فرآیند مداوم انجام شود.
۳. سانتریفیوژ ژئوتکنیکی
تاشو 3. طبق روش تخلیه سرباره
سانتریفیوژها را میتوان به انواع زیر تقسیم کرد:
۱. سانتریفیوژ تخلیه اسکرپر
این فرآیند غیرمستقیم است و عملیات به صورت خودکار انجام میشود.
۲. سانتریفیوژ پیستونی
این فرآیند نیمه پیوسته است و عملیات به صورت خودکار انجام میشود.
۳. سانتریفیوژ تخلیه مارپیچی
این فرآیند پیوسته است و عملیات به صورت خودکار انجام میشود.
۴. سانتریفیوژ تخلیه گریز از مرکز
این فرآیند پیوسته است و عملیات به صورت خودکار انجام میشود.
۵. سانتریفیوژ تخلیه ارتعاشی
این فرآیند پیوسته است و عملیات به صورت خودکار انجام میشود.
۶. سانتریفیوژ تخلیه شیبدار
این فرآیند پیوسته است و عملیات به صورت خودکار انجام میشود.
چهار، با توجه به استفاده از فرآیند
سانتریفیوژها را میتوان به دو دسته تقسیم کرد: سانتریفیوژهای فیلتردار، سانتریفیوژهای دکانتوردار.
پنج، با توجه به روش نصب
همچنین میتوان آن را به عمودی، افقی، شیبدار، آویزان و سهپایه تقسیم کرد.
۶. مطابق با استانداردهای ملی و سهم بازار
برای چهار مورد زیر
۱. سانتریفیوژ سهپایه
۲. سانتریفیوژ مارپیچی افقی
۳. جداکننده دیسک
۴. جداکننده لولهای
چگونه خرید کنیم؟
مدلها و انواع زیادی از سانتریفیوژها وجود دارد و قیمت آنها نسبتاً گران است. هنگام خرید، باید بر اساس کار اندازهگیری کنید. معمولاً عوامل زیر باید در نظر گرفته شوند:
(1) هدف از سانتریفیوژ، سانتریفیوژ تحلیلی یا سانتریفیوژ آمادهسازی؛
(2) نوع و مقدار نمونه، چه سلول، ویروس یا پروتئین باشد، و اندازه نمونه. بر اساس این عوامل، تصمیم به خرید سانتریفیوژ تحلیلی یا مقدماتی؛ سانتریفیوژهای کمسرعت، پرسرعت یا فوقالعاده پرسرعت؛ سانتریفیوژهای با حجم بالا، حجم ثابت یا حجم میکرو گرفته میشود.
(3) ظرفیت اقتصادی: هنگام تعیین مدل، باید تولیدکننده و قیمت در نظر گرفته شوند. قیمت و عملکرد محصول هماهنگ میشوند.
(4) سایر جزئیات: مانند اینکه آیا عملیات گریز از مرکز ساده است، آیا نگهداری راحت است، آیا طراحی قدیمی است، آیا تامین قطعات یدکی مناسب است و غیره.
(5) مشکل تطبیق: غیرممکن است که یک سانتریفیوژ بتواند همزمان در سرعت پایین، سرعت بالا و سرعت بیش از حد کار کند. به طور کلی، اولترا سانتریفیوژها محدود به اولترا سانتریفیوژ هستند، نه برای سانتریفیوژ با سرعت بالا مناسب هستند و نه برای سانتریفیوژ با سرعت پایین، و همچنین سانتریفیوژهای با سرعت بالا برای سانتریفیوژ با سرعت پایین مناسب نیستند. بنابراین، هنگام خرید اولترا سانتریفیوژ، لازم است یک سانتریفیوژ با سرعت بالا را در نظر بگیرید، در غیر این صورت مزیتی اعمال نخواهد شد. به طور کلی، سرعت پایین و سرعت بالا بیشتر مورد استفاده قرار میگیرند، در حالی که میزان استفاده از اولترا سانتریفیوژها کم است. اولترا سانتریفیوژها فقط در آزمایشگاههایی خریداری میشوند که اغلب مورد استفاده قرار میگیرند یا محیطهای عمومی منطقهای را در نظر میگیرند.
پس از تعیین مدل سانتریفیوژ، نوبت به انتخاب نوع روتور سانتریفیوژ میرسد. نکته اصلی، ظرفیت نمونه و شرایط سانتریفیوژ است. معمولاً یک روتور افقی و یک روتور زاویهای، یا یک روتور با ظرفیت بالا (نسبتاً کمسرعت) و یک روتور با ظرفیت پایین پرسرعت وجود دارد که هر کدام نیازهای مختلف کار را برآورده میکنند. هرچه کاملتر، بهتر. زیرا انواع مختلفی از روتورهای سانتریفیوژ وجود دارد که بسیاری از آنها مشابه هستند و روتورهای ماشینهای با سرعت بالا بسیار گران هستند. اگر همه آنها با هم مطابقت داشته باشند، قیمت چندین برابر بیشتر از میزبان سانتریفیوژ است و این ضروری نیست. به دلیل سرعت روتور متفاوت، قیمت بسیار متفاوت است. از نظر سرعت چرخش، توصیه نمیشود که تا حد امکان سرعت بالایی را انتخاب کنید، اما باید روتوری با بالاترین سرعت چرخش مجاز سانتریفیوژ وجود داشته باشد، در غیر این صورت برای سانتریفیوژ اتلاف خواهد بود. واحدهایی که دو سانتریفیوژ دارند، میتوانند مدلهای روتور مکمل را برای صرفهجویی در هزینه در نظر بگیرند.
مدیریت سانتریفیوژها، با توجه به استفاده از سانتریفیوژها در چین برای سالهای متمادی، انواع سانتریفیوژها باید توسط پرسنل ویژه مدیریت و نگهداری شوند. سانتریفیوژهای سرعت بالا و فوق سریع نیاز به بازرسی و نگهداری منظم دارند. کاربران باید وضعیت آزمایش و شرایط نگهداری را به طور دقیق ثبت کنند تا از استفاده ایمن از سانتریفیوژ اطمینان حاصل شود. سانتریفیوژهای سرعت بالا و پایین به راحتی کار میکنند، بنابراین میتوانید پس از خواندن دستورالعملها و آموزش مراحل کار سانتریفیوژها، خودتان از آنها استفاده کنید. سانتریفیوژهای سرعت بالا و پایین ساختار پیچیدهای دارند و مراحل کار پیچیدهای دارند. استفاده نادرست مستعد حوادث است. به خصوص، روتور سانتریفیوژ باید با دقت نگهداری و استفاده شود. با توجه به استفاده و مدیریت خانگی برای سالهای متمادی، نگهداری و بهرهبرداری از دستگاه تضمین میکند که دستگاه در وضعیت خوبی قرار دارد. مدیریت و اپراتورها باید آموزش ببینند تا نه تنها با عملکرد آشنا باشند، بلکه درک درستی از دستگاه نیز داشته باشند.
