遠心分離とは？ - 遠心分離機メーカー | ZONELINK
遠心分離機の仕組み
遠心分離機は、遠心力を用いて液体と固体粒子、または液体と液体の混合物から成分を分離する機械です。遠心分離機は主に、懸濁液中の液体から固体粒子を分離したり、乳化液中の密度が異なる混ざり合わない2つの液体を分離したり（牛乳からクリームを分離するなど）するために使用されます。また、洗濯機で濡れた衣類を乾燥させるなど、湿った固体から液体を除去するためにも使用できます。特殊な超高速チューブ分離機は、密度が異なる気体混合物を分離することもできます。沈降速度が異なる液体中の固体粒子の密度や粒径の違いを利用して、一部の沈降遠心分離機は、密度や粒径によって固体粒子を分類することもできます。
微粒子を含む懸濁液が静止している場合、懸濁粒子は重力場の作用により徐々に沈降します。粒子が重いほど沈降速度は速く、液体よりも密度の低い粒子は浮上します。重力場における粒子の移動速度は、粒子の大きさ、形状、密度、重力場の強さ、および液体の粘度に関係します。直径が数マイクロメートルの赤血球サイズの粒子は、通常の重力下で沈降することが観察されています。
さらに、物質が媒体中に沈降する際には、拡散現象が伴います。拡散は無条件かつ絶対的な現象です。拡散は物質の質量に反比例し、粒子が小さいほど拡散は顕著になります。沈降は相対的かつ条件付きであり、移動させるには外部からの力が必要です。沈降は物体の重量に比例し、粒子が大きいほど沈降速度は速くなります。ウイルスやタンパク質など、数ミクロン以下の粒子は溶液中でコロイド状または半コロイド状であるため、重力のみで沈降過程を観察することはできません。粒子が小さいほど沈降速度は遅くなり、拡散現象が顕著になるからです。したがって、遠心分離機を用いて強い遠心力を発生させ、これらの粒子に拡散を克服させて沈降運動を起こさせる必要があります。
遠心分離とは、遠心分離機のローターの高速回転によって発生する強い遠心力を利用して、液体中の粒子の沈降速度を加速させ、試料中の沈降係数や浮力密度が異なる物質を分離する手法である。
遠心力（g）と回転速度（rpm）の変換
遠心力Gと回転速度RPMの変換式は以下のとおりです。
G=1.11×10^(-5)×R×(rpm)^2
その中で、Gは遠心力であり、一般的にはg（重力加速度）の倍数として表されます。
10^(-5)は10の負の5乗、回転速度(rpm)^2の2乗、Rは半径、単位はセンチメートルです。
例えば、遠心半径が10cm、回転速度が8000RPMの場合、遠心力は次のようになります。
G=1.11*10(-5)*10*(8000)2=7104
つまり、遠心力は7104gである。
遠心力が8000gのとき、回転速度は8489、つまり約8500rpmになるはずです。
主な分類
折り畳み 1. 分離係数 Fr 値に従って
遠心分離機は、以下の種類に分類できます。
1. 標準速度遠心分離機
Fr≤3500（通常は600～1200）の場合、このタイプの遠心分離機は低速で直径が大きい。
2. 高速遠心分離機
Fr=3500~50000、この遠心分離機の回転速度は高く、ドラムの直径は一般的に小さく、長さは長い。
3. 超遠心分離機
Fr>50000の場合、高速回転（50000回転/分以上）のため、ドラムは細長い管状になります。
分離係数Frとは、遠心力場における物質の遠心力と、重力場における物質の重力との比を指す。
操作モードに応じて2つに折りたたむ
遠心分離機は、以下の種類に分類できます。
1. ギャップ遠心分離機
その供給、分離、洗浄、およびスラグ排出のプロセスはすべてギャップ操作であり、スラグの排出には、手動、重力、または三脚式遠心分離機や上部懸垂式遠心分離機などの機械的な方法が用いられる。
2. 連続遠心分離機
供給、分離、洗浄、およびスラグ排出の工程は、間欠プロセスまたは連続プロセスで自動的に実行できる。
3. 地盤工学用遠心分離機
折り畳み３．スラグ排出方法による
遠心分離機は、以下の種類に分類できます。
1. スクレーパー式アンローディング遠心分離機
このプロセスは間接的であり、操作は自動で行われる。
2. ピストンプッシャー遠心分離機
このプロセスは半連続的で、操作は自動で行われます。
3. らせん排出遠心分離機
このプロセスは連続的であり、操作は自動で行われる。
4. 遠心排出遠心分離機
このプロセスは連続的であり、操作は自動で行われる。
5. 振動排出遠心分離機
このプロセスは連続的であり、操作は自動で行われる。
6. 傾斜式アンローディング遠心分離機
このプロセスは連続的であり、操作は自動で行われる。
4つ目、プロセス使用法による
遠心分離機は、フィルター式遠心分離機とデカンタ式遠心分離機に分類できる。
5つ、設置方法による
また、垂直型、水平型、傾斜型、吊り下げ型、三脚型に分類することもできる。
6. 国家基準および市場シェアに基づく
次の4つについて
1. 三脚遠心分離機
2. 水平螺旋遠心分離機
3. ディスクセパレーター
4. 管状分離器
購入方法は？
遠心分離機には多くのモデルと種類があり、価格も比較的高価です。購入する際は、作業内容に合わせて検討する必要があります。通常、以下の要素を考慮する必要があります。
（１）遠心分離、分析遠心分離または調製遠心分離の目的
（２）サンプルの種類と量（細胞、ウイルス、タンパク質など）、およびサンプルのサイズ。これらの要因に基づいて、分析用または分取用遠心分離機、低速、高速、超高速、大容量、定容量、またはマイクロ容量の遠心分離機を購入するかどうかを決定します。
（３）経済力：モデルを決定する際には、製造業者と価格を考慮する必要があります。製品の価格と性能は同期しています。
（４）その他の詳細：遠心操作が簡単か、メンテナンスが便利か、設計が時代遅れか、消耗部品の供給が便利かなど。
（５）マッチングの問題：遠心分離機は低速、高速、過速度で同時に動作することは不可能です。一般的に、超遠心分離機は超遠心分離に特化しており、高速遠心分離にも低速遠心分離にも適しておらず、また高速遠心分離機も低速遠心分離には適していません。したがって、超遠心分離機を購入する際には、高速遠心分離機も考慮する必要があり、そうしないと利点が発揮されません。一般的に、低速と高速の使用頻度が高く、超遠心分離機の利用率は低いです。超遠心分離機は、頻繁に使用される研究室や、地域の公共施設でのみ購入されます。
遠心分離機のモデルが決まったら、次にどのような遠心ローターを選ぶかです。主な考慮事項は、サンプルの容量と遠心分離の条件です。通常、水平ローターと角度付きローターが1つずつ、または大容量（比較的低速）ローターと小容量高速ローターがそれぞれ1つずつあり、作業のさまざまなニーズに対応します。種類が多いほど良いです。遠心ローターには多くの種類があり、その多くは似通っており、高速機用のローターは非常に高価です。すべてを揃えると、遠心分離機本体の数倍の価格になり、必要ありません。ローターの回転速度が異なるため、価格も大きく異なります。回転速度に関しては、できるだけ高くすることを追求するのはお勧めできませんが、遠心分離機で許容される最高回転速度のローターを用意する必要があります。そうしないと、遠心分離機の性能が無駄になります。遠心分離機を2台設置しているユニットでは、コスト削減のために相補的なローターモデルを検討すると良いでしょう。
中国における長年の遠心分離機の使用実績に基づくと、あらゆる種類の遠心分離機は専門の担当者によって管理・保守されるべきである。高速遠心分離機および超遠心分離機は定期的な点検と保守が必要である。ユーザーは、遠心分離機の安全な使用を確保するために、実験状況と保守状況を詳細に記録する必要がある。高速および低速遠心分離機は操作が容易であるため、取扱説明書を読み、操作手順のトレーニングを受けた後、自分で使用できる。超遠心分離機は構造が複雑で、動作手順も複雑である。不適切な使用は事故につながりやすい。特に、遠心ローターは慎重に保守・使用する必要がある。長年の国内での使用と管理実績から判断すると、機器の保管と操作は機器が良好な状態であることを保証するものである。管理者と操作者は、操作に精通しているだけでなく、機器の理解も持つように訓練されるべきである。
