O que é separação por centrifugação? - Fabricante de centrífugas | ZONELINK

Como funciona uma centrífuga

Uma centrífuga é uma máquina que utiliza a força centrífuga para separar componentes de partículas líquidas e sólidas ou de uma mistura de líquidos. As centrífugas são usadas principalmente para separar partículas sólidas de líquidos em suspensão; ou para separar dois líquidos imiscíveis de densidades diferentes em emulsões (como separar o creme do leite); também podem ser usadas para remover líquidos de sólidos úmidos, como na secagem de roupas molhadas em uma máquina de lavar; separadores tubulares especiais de ultra-alta velocidade também podem separar misturas gasosas de diferentes densidades; utilizando as características de diferentes densidades ou tamanhos de partículas sólidas em líquidos com diferentes velocidades de sedimentação, algumas centrífugas de sedimentação também podem classificar partículas sólidas por densidade ou tamanho de partícula.

Quando uma suspensão contendo partículas finas permanece em repouso, as partículas em suspensão afundam gradualmente devido à ação do campo gravitacional. Quanto mais pesada a partícula, mais rápido ela afunda, enquanto partículas com densidade menor que a do líquido flutuam. A velocidade com que as partículas se movem em um campo gravitacional está relacionada ao tamanho, forma e densidade das partículas, bem como à intensidade do campo gravitacional e à viscosidade do líquido. Partículas do tamanho de glóbulos vermelhos, com diâmetro de alguns micrômetros, podem ser observadas sedimentando sob gravidade normal.

Além disso, quando a substância se deposita no meio, ocorre o fenômeno de difusão. A difusão é incondicional e absoluta. Ela é inversamente proporcional à massa da substância, e quanto menores as partículas, mais acentuada a difusão. A sedimentação, por sua vez, é relativa e condicional, necessitando da ação de uma força externa para se movimentar. A sedimentação é proporcional ao peso do objeto, ou seja, quanto maior a partícula, mais rápida a sedimentação. Para partículas menores que alguns micrômetros, como vírus ou proteínas, que se encontram em estado coloidal ou semicoloidal em solução, é impossível observar o processo de sedimentação apenas pela ação da gravidade. Isso ocorre porque, quanto menores as partículas, mais lenta a sedimentação e mais acentuado o fenômeno de difusão. Portanto, é necessário utilizar uma centrífuga para gerar uma forte força centrífuga que force essas partículas a superar a difusão e produzir o movimento de sedimentação.

A centrifugação utiliza a forte força centrífuga gerada pela rotação em alta velocidade do rotor da centrífuga para acelerar a velocidade de sedimentação das partículas no líquido e separar as substâncias com diferentes coeficientes de sedimentação e densidades de flutuação na amostra.

Conversão entre força centrífuga (g) e velocidade de rotação (rpm)

A fórmula de conversão entre a força centrífuga G e a velocidade de rotação RPM é a seguinte:

G=1,11×10^(-5)×R×(rpm)^2

Dentre elas, G é a força centrífuga, que geralmente é expressa como um múltiplo de g (aceleração da gravidade).

10^(-5) é a quinta potência negativa de 10, o quadrado da velocidade de rotação (rpm)^2, R é o raio e a unidade é centímetros.

Por exemplo, com um raio centrífugo de 10 cm e uma velocidade de rotação de 8000 RPM, a força centrífuga é:

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

Ou seja, a força centrífuga é de 7104g.

E quando a força centrífuga é de 8000g, sua velocidade deve ser: 8489 é cerca de 8500 rpm.

Classificação principal

Dobragem 1. De acordo com o fator de separação Fr.

As centrífugas podem ser divididas nos seguintes tipos:

1. Centrífuga de velocidade normal

Para Fr≤3500 (geralmente 600~1200), este tipo de centrífuga opera em baixa velocidade e possui um grande diâmetro.

2. Centrífuga de alta velocidade

Para Fr=3500~50000, a velocidade de rotação desta centrífuga é alta, o diâmetro do tambor é geralmente pequeno e o comprimento é longo.

3. Ultracentrífuga

Para rotações acima de 50.000 rpm, devido à alta velocidade (acima de 50.000 rpm), o tambor é fabricado em um formato tubular esguio.

O fator de separação Fr refere-se à razão entre a força centrífuga do material no campo de força centrífuga e a força da gravidade sobre o material no campo gravitacional.

Dobrando duas vezes, de acordo com o modo de operação.

As centrífugas podem ser divididas nos seguintes tipos:

1. Centrífuga de folga

Os processos de alimentação, separação, lavagem e descarregamento de escória são todos realizados em etapas, e métodos manuais, por gravidade ou mecânicos são utilizados para descarregar a escória, como centrífugas de três pernas e de suspensão superior.

2. Centrífuga contínua

Os processos de alimentação, separação, lavagem e descarga de escória podem ser realizados automaticamente em intervalos ou em processo contínuo.

3. Centrífuga geotécnica

Dobragem 3. De acordo com o método de descarga de escória

As centrífugas podem ser divididas nos seguintes tipos:

1. Centrífuga de descarga de raspador

O processo é indireto e a operação é automática.

2. Centrífuga de pistão

O processo é semicontínuo e a operação é automática.

3. Centrífuga de descarga espiral

O processo é contínuo e a operação é automática.

4. Centrífuga de descarga centrífuga

O processo é contínuo e a operação é automática.

5. Centrífuga de descarga vibratória

O processo é contínuo e a operação é automática.

6. Centrífuga de descarga por inclinação

O processo é contínuo e a operação é automática.

Quatro, de acordo com o processo de uso

As centrífugas podem ser divididas em: centrífugas de filtro e centrífugas decantadoras.

Cinco, de acordo com o método de instalação.

Também pode ser dividido em vertical, horizontal, inclinado, suspenso e de três pernas.

6. De acordo com as normas nacionais e a quota de mercado

para os quatro seguintes

1. centrífuga de três pernas

2. Centrífuga Espiral Horizontal

3. Separador de Discos

4. Separador Tubular

Como comprar?

Existem muitos modelos e tipos de centrífugas, e o preço é relativamente alto. Ao comprar, você deve avaliar o trabalho a ser realizado. Geralmente, os seguintes fatores devem ser considerados:

(1) A finalidade da centrifugação, centrifugação analítica ou centrifugação de preparação;

(2) O tipo e a quantidade da amostra, se são células, vírus ou proteínas, e o tamanho da amostra. Com base nesses fatores, a decisão de comprar uma centrífuga analítica ou preparativa; de baixa velocidade, alta velocidade ou ultravelocidade; de ​​alto volume, de volume constante ou de microvolume.

(3) Capacidade econômica: Quando o modelo for determinado, o fabricante e o preço devem ser considerados. O preço e o desempenho do produto estão sincronizados.

(4) Outros detalhes: como se a operação centrífuga é simples, se a manutenção é conveniente, se o projeto está desatualizado, se o fornecimento de peças de desgaste é conveniente, etc.

(5) Problema de compatibilidade: é impossível uma centrífuga operar simultaneamente em baixa, alta e alta velocidade. De modo geral, as ultracentrífugas são limitadas à ultracentrifugação, não sendo adequadas para centrifugação em alta velocidade nem em baixa velocidade, e vice-versa. Portanto, ao adquirir uma ultracentrífuga, é necessário considerar uma centrífuga de alta velocidade, caso contrário, a vantagem não será aproveitada. De modo geral, as operações de baixa e alta velocidade são mais frequentes, enquanto a taxa de utilização de ultracentrífugas é baixa. As ultracentrífugas são adquiridas apenas em laboratórios que as utilizam com frequência ou em locais públicos regionais.

Após a definição do modelo da centrífuga, é necessário escolher o tipo de rotor centrífugo. A principal consideração é a capacidade da amostra e as condições de centrifugação. Normalmente, utiliza-se um rotor horizontal e um rotor angular, ou um rotor de grande capacidade (velocidade relativamente baixa) e um rotor de pequena capacidade e alta velocidade, para atender a diferentes necessidades de trabalho. Quanto mais opções, melhor. Como existem muitos tipos de rotores centrífugos, muitos dos quais são semelhantes, e os rotores para máquinas de alta velocidade são bastante caros, se forem todos compatíveis, o preço pode ser várias vezes maior do que o da centrífuga, o que não é necessário. Devido à variação na velocidade do rotor, o preço também varia bastante. Em termos de velocidade de rotação, não é aconselhável buscar a mais alta possível, mas deve-se escolher um rotor com a maior velocidade de rotação permitida pela centrífuga, caso contrário, será um desperdício para a centrífuga. Unidades com duas centrífugas podem considerar modelos de rotores complementares para economizar dinheiro.

A gestão de centrífugas, segundo a experiência de muitos anos de uso desses equipamentos na China, exige que todos os tipos de centrífugas sejam operados e mantidos por pessoal especializado. Centrífugas de alta e ultracentrífugas requerem inspeção e manutenção regulares. Os usuários devem registrar detalhadamente o estado de funcionamento e as condições de manutenção para garantir o uso seguro da centrífuga. As centrífugas de alta e baixa velocidade são fáceis de operar, podendo ser utilizadas pelo próprio usuário após a leitura do manual de instruções e treinamento nos procedimentos operacionais. A ultracentrífuga possui uma estrutura complexa e procedimentos de trabalho complicados. O uso inadequado pode causar acidentes. Em especial, o rotor centrífugo deve ser cuidadosamente mantido e utilizado. Com base na experiência de muitos anos de uso e gestão de centrífugas no país, a guarda e a operação adequadas do equipamento são a garantia de seu bom funcionamento. A gestão e os operadores devem ser treinados para que não apenas estejam familiarizados com a operação, mas também compreendam o funcionamento do equipamento.