מהי הפרדת צנטריפוגות? - יצרן צנטריפוגות | ZONELINK
איך צנטריפוגה עובדת
צנטריפוגה היא מכונה המשתמשת בכוח צנטריפוגלי כדי להפריד רכיבים מנוזלים ומחלקיקים מוצקים או מתערובת של נוזלים ונוזלים. צנטריפוגות משמשות בעיקר להפרדת חלקיקים מוצקים מנוזלים בתרחיף; או להפרדת שני נוזלים בלתי מתערבבים בעלי צפיפויות שונות באמולסיות (כגון הפרדת שמנת מחלב); ניתן להשתמש בהן גם להסרת נוזלים ממוצקים רטובים, כגון ייבוש בגדים רטובים במכונת כביסה; מפרידי צינורות מהירים במיוחד יכולים גם להפריד תערובות גזים בצפיפויות שונות; תוך שימוש במאפיינים של צפיפויות שונות או גדלי חלקיקים של חלקיקים מוצקים בנוזלים עם מהירויות שקיעה שונות, חלק מצנטריפוגות השקיעה יכולות גם לסווג חלקיקים מוצקים לפי צפיפות או גודל חלקיקים.
כאשר התרחיף המכיל חלקיקים עדינים עומד במקום, החלקיקים המרחפים שוקעים בהדרגה עקב פעולת שדה הכבידה. ככל שהחלקיק כבד יותר, כך הוא שוקע מהר יותר, ואילו החלקיק בעל הצפיפות הנמוכה יותר מהנוזל יצוף מעלה. המהירות שבה חלקיקים נעים בשדה כבידה קשורה לגודל, לצורה ולצפיפות החלקיקים, כמו גם לעוצמת שדה הכבידה ולצמיגות הנוזל. ניתן לראות חלקיקים בגודל של תאי דם אדומים, בקוטר של כמה מיקרומטרים, שוקעים תחת כוח משיכה רגיל.
בנוסף, כאשר חומר שוקע בתווך, הדבר מלווה בתופעת הדיפוזיה. דיפוזיה היא בלתי מותנית ומוחלטת. דיפוזיה היא ביחס הפוך למסת החומר, וככל שהחלקיקים קטנים יותר, כך הדיפוזיה חמורה יותר. השקיעה היא יחסית ומותנית, ויש צורך להפעיל כוח חיצוני כדי לנוע. השקיעה היא פרופורציונלית למשקל העצם, ככל שהחלקיק גדול יותר, כך השקיעה מהירה יותר. עבור חלקיקים קטנים יותר מכמה מיקרונים, כגון וירוסים או חלבונים, הם נמצאים במצב קולואידי או חצי קולואידי בתמיסה, ואי אפשר לצפות בתהליך השקיעה רק באמצעות כוח הכבידה. מכיוון שככל שהחלקיקים קטנים יותר, כך השקיעה איטית יותר, ותופעת הדיפוזיה חמורה יותר. לכן, יש צורך להשתמש בצנטריפוגה כדי לייצר כוח צנטריפוגלי חזק כדי לאלץ חלקיקים אלה להתגבר על הדיפוזיה וליצור תנועת שקיעה.
צנטריפוגה היא שימוש בכוח הצנטריפוגלי החזק שנוצר על ידי סיבוב מהיר של רוטור הצנטריפוגה כדי להאיץ את מהירות השיקוע של החלקיקים בנוזל, ולהפריד את החומרים בעלי מקדמי שיקוע וצפיפויות ציפה שונים בדגימה.
המרה בין כוח צנטריפוגלי (g) למהירות סיבוב (סל"ד)
נוסחת ההמרה בין כוח צנטריפוגלי G למהירות סיבוב RPM היא כדלקמן:
G=1.11×10^(-5)×R×(סל"ד)^2
ביניהם, G הוא הכוח הצנטריפוגלי, אשר מבוטא בדרך כלל ככפולה של g (תאוצת הכבידה).
10^(-5) הוא חזקה מינוס חמישית של 10, ריבוע מהירות הסיבוב (סל"ד)^2, R הוא הרדיוס, והיחידה היא סנטימטרים.
לדוגמה, עם רדיוס צנטריפוגלי של 10 ס"מ ומהירות סיבוב של 8000 סל"ד, הכוח הצנטריפוגלי הוא:
G=1.11*10(-5)*10*(8000)2=7104
כלומר, הכוח הצנטריפוגלי הוא 7104 גרם.
וכאשר הכוח הצנטריפוגלי הוא 8000 גרם, המהירות שלו צריכה להיות: 8489 הוא בערך 8500 סל"ד
סיווג ראשי
קיפול 1. לפי ערך Fr של גורם ההפרדה
ניתן לחלק צנטריפוגות לסוגים הבאים:
1. צנטריפוגה במהירות רגילה
Fr≤3500 (בדרך כלל 600~1200), צנטריפוגה מסוג זה בעלת מהירות נמוכה וקוטר גדול.
2. צנטריפוגה במהירות גבוהה
Fr=3500~50000, מהירות הסיבוב של צנטריפוגה זו גבוהה, קוטר התוף קטן בדרך כלל, והאורך ארוך.
3. אולטרה-צנטריפוגה
Fr> 50000, בשל המהירות הגבוהה (מעל 50000 סל"ד), התוף עשוי בצורת צינורית דקה.
מקדם ההפרדה Fr מתייחס ליחס בין הכוח הצנטריפוגלי של החומר בשדה הכוח הצנטריפוגלי לכוח המשיכה של החומר בשדה הכבידה.
קיפול שניים, בהתאם למצב הפעולה
ניתן לחלק צנטריפוגות לסוגים הבאים:
1. צנטריפוגה גאפ
תהליכי ההזנה, ההפרדה, השטיפה ופריקת הסיגים שלו הם כולם פעולות פער, ושיטות ידניות, כבידה או מכניות משמשות לפריקת הסיגים, כגון צנטריפוגות בעלות שלוש רגליים וצנטריפוגות בעלות תלת-רגליים ותלייה עליונה.
2. צנטריפוגה רציפה
תהליכי ההזנה, ההפרדה, השטיפה ופריקת הסיגים יכולים להתבצע באופן אוטומטי בפער או בתהליך רציף.
3. צנטריפוגה גיאוטכנית
קיפול 3. לפי שיטת פריקת הסיגים
ניתן לחלק צנטריפוגות לסוגים הבאים:
1. צנטריפוגה פריקת מגרד
התהליך הוא עקיף והפעולה היא אוטומטית.
2. צנטריפוגה דוחפת בוכנה
התהליך הוא חצי רציף והפעולה אוטומטית.
3. צנטריפוגה פריקה ספירלית
התהליך רציף והפעולה אוטומטית.
4. צנטריפוגה פריקה צנטריפוגלית
התהליך רציף והפעולה אוטומטית.
5. צנטריפוגה רוטטת
התהליך רציף והפעולה אוטומטית.
6. צנטריפוגה פריקה עם הטיה
התהליך רציף והפעולה אוטומטית.
ארבע, בהתאם לשימוש בתהליך
ניתן לחלק צנטריפוגות ל: צנטריפוגות פילטר, צנטריפוגות דקנטר.
חמש, בהתאם לאופן ההתקנה
ניתן לחלק אותו גם לאנכי, אופקי, נוטה, תלוי ושלוש רגליים.
6. על פי סטנדרטים לאומיים ונתח שוק
עבור ארבעת הבאים
1. צנטריפוגה בעלת שלוש רגליים
2. צנטריפוגה ספירלית אופקית
3. מפריד דיסקים
4. מפריד צינורי
איך לקנות?
ישנם דגמים וסוגים רבים של צנטריפוגות, והמחיר יחסית יקר. בעת הרכישה, יש למדוד בהתאם לעבודה. בדרך כלל יש לקחת בחשבון את הגורמים הבאים:
(1) מטרת הצנטריפוגה, הצנטריפוגה האנליטית או הצנטריפוגה ההכנה;
(2) סוג וכמות הדגימה, בין אם מדובר בתאים, וירוסים או חלבונים, וגודל הדגימה. בהתבסס על גורמים אלה, ההחלטה לרכוש צנטריפוגה אנליטית או פרפרטיבית; צנטריפוגות במהירות נמוכה, במהירות גבוהה או במהירות אולטרה; צנטריפוגות בנפח גבוה, בנפח קבוע או בנפח מיקרו.
(3) יכולת כלכלית: כאשר קביעים את המודל, יש לקחת בחשבון את היצרן ואת המחיר. המחיר והביצועים של המוצר מסונכרנים.
(4) פרטים נוספים: כגון האם פעולת הצנטריפוגלית פשוטה, האם התחזוקה נוחה, האם התכנון מיושן, האם אספקת חלקי השחיקה נוחה וכו'.
(5) בעיית התאמה: צנטריפוגה אינה יכולה לפעול בו זמנית במהירות נמוכה, גבוהה ומהירות יתר. באופן כללי, אולטרה-צנטריפוגות מוגבלות לאולטרה-צנטריפוגה, אינן מתאימות לצנטריפוגה במהירות גבוהה, וגם לא לצנטריפוגה במהירות נמוכה, וגם צנטריפוגות במהירות גבוהה אינן מתאימות לצנטריפוגה במהירות נמוכה. לכן, בעת רכישת אולטרה-צנטריפוגה, יש לשקול צנטריפוגה במהירות גבוהה, אחרת היתרון לא ינוצל. באופן כללי, מהירות נמוכה ומהירות גבוהה משמשות בתדירות גבוהה יותר, בעוד ששיעור הניצול של אולטרה-צנטריפוגות נמוך. אולטרה-צנטריפוגות נרכשות רק במעבדות הנמצאות בשימוש תכוף או בסביבות ציבוריות אזוריות.
לאחר קביעת דגם הצנטריפוגה, יש לבחור איזה סוג של רוטור צנטריפוגלי. השיקול העיקרי הוא קיבולת הדגימה ותנאי הצנטריפוגה. בדרך כלל, יש רוטור אופקי אחד ורוטור זוויתי אחד, או רוטור אחד בעל קיבולת גדולה (מהירות נמוכה יחסית) ורוטור אחד בעל קיבולת קטנה ובמהירות גבוהה, כל אחד כדי לענות על צרכים שונים בעבודה. ככל שהדגימה מלאה יותר, כך ייטב. מכיוון שישנם סוגים רבים של רוטורים צנטריפוגליים, שרבים מהם דומים, והרוטורים של מכונות מהירות יתר יקרים למדי. אם כולם מתאימים, המחיר גבוה פי כמה מזה של מארח הצנטריפוגה, וזה לא הכרחי. עקב מהירות הרוטור השונה, המחיר משתנה מאוד. מבחינת מהירות סיבוב, לא מומלץ לשאוף למהירות סיבוב גבוהה ככל האפשר, אלא צריך להיות רוטור עם מהירות הסיבוב הגבוהה ביותר שמאפשרת הצנטריפוגה, אחרת זה יהיה בזבוז עבור הצנטריפוגה. יחידות עם שתי צנטריפוגות עשויות לשקול דגמי רוטור משלימים כדי לחסוך כסף.
ניהול צנטריפוגות, בהתאם לשימוש בצנטריפוגות בסין במשך שנים רבות, כל סוגי הצנטריפוגות צריכים להיות מנוהלים ותוחזקים על ידי צוות מיוחד. צנטריפוגות גבוהות ואולטרה-צנטריפוגות דורשות בדיקה ותחזוקה שוטפות. על המשתמשים לתעד את מצב הניסוי ותנאי התחזוקה בפירוט כדי להבטיח שימוש בטוח בצנטריפוגה. צנטריפוגות במהירות גבוהה ונמוכה קלות לתפעול, כך שתוכלו להשתמש בהן בעצמכם לאחר קריאת ההוראות והדרכת נהלי ההפעלה של הצנטריפוגות. לאולטרה-צנטריפוגה מבנה מורכב ונהלי עבודה מסובכים. שימוש לא נכון מועד לתאונות. במיוחד, יש לתחזק ולהשתמש ברוטור הצנטריפוגלי בזהירות. אם לשפוט לפי השימוש והניהול הביתי במשך שנים רבות, האחזקה והתפעול של המכשיר הם ערובה לכך שהמכשיר יהיה במצב תקין. יש לאמן את ההנהלה והמפעילים כך שיהיו לא רק בקיאים בתפעול, אלא גם יבינו את המכשיר.
