Что такое центрифужное разделение? - Производитель центрифуг | ZONELINK

Как работает центрифуга

Центрифуга — это устройство, использующее центробежную силу для разделения компонентов от жидких и твердых частиц или смесей жидкостей. Центрифуги в основном используются для отделения твердых частиц от жидкостей в суспензии; или для разделения двух несмешивающихся жидкостей различной плотности в эмульсиях (например, отделение сливок от молока); их также можно использовать для удаления жидкостей из влажных твердых веществ, например, при сушке мокрой одежды в стиральной машине; специальные сверхскоростные трубчатые сепараторы также могут разделять газовые смеси различной плотности; используя характеристики различной плотности или размера частиц твердых частиц в жидкостях с различной скоростью осаждения, некоторые центрифуги также могут классифицировать твердые частицы по плотности или размеру частиц.

Когда суспензия, содержащая мелкие частицы, находится в неподвижном состоянии, взвешенные частицы постепенно опускаются под действием гравитационного поля. Чем тяжелее частица, тем быстрее она опускается, тогда как частицы с меньшей плотностью, чем жидкость, всплывают. Скорость движения частиц в гравитационном поле зависит от размера, формы и плотности частиц, а также от силы гравитационного поля и вязкости жидкости. Можно наблюдать, как частицы размером с эритроциты, диаметром в несколько микрометров, оседают под действием нормальной гравитации.

Кроме того, при осаждении вещества в среде происходит явление диффузии. Диффузия является безусловной и абсолютной. Диффузия обратно пропорциональна массе вещества, и чем меньше частицы, тем сильнее диффузия. Оседание относительно и условно, и для его перемещения необходимо воздействие внешней силы. Седиментация пропорциональна весу объекта, чем больше частица, тем быстрее происходит седиментация. Для частиц размером менее нескольких микрон, таких как вирусы или белки, они находятся в коллоидном или полуколлоидном состоянии в растворе, и наблюдать процесс седиментации только под действием силы тяжести невозможно. Потому что чем меньше частицы, тем медленнее седиментация и тем сильнее явление диффузии. Поэтому необходимо использовать центрифугу для создания сильной центробежной силы, чтобы заставить эти частицы преодолеть диффузию и вызвать седиментационное движение.

Центрифугирование — это процесс, при котором сильная центробежная сила, создаваемая высокоскоростным вращением ротора центрифуги, ускоряет осаждение частиц в жидкости и разделяет вещества с различными коэффициентами седиментации и плавучими плотностями в образце.

Преобразование центробежной силы (g) в скорость вращения (об/мин)

Формула преобразования центробежной силы G в частоту вращения (об/мин) выглядит следующим образом:

G = 1,11 × 10⁻⁵ × R × (об/мин)²

Среди них G — центробежная сила, которая обычно выражается как кратное g (ускорению свободного падения).

10⁻⁵ — это отрицательная пятая степень числа 10, квадрат скорости вращения (об/мин)², R — радиус, единица измерения — сантиметры.

Например, при радиусе центробежной силы 10 см и скорости вращения 8000 об/мин центробежная сила составляет:

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

То есть центробежная сила составляет 7104g.

А когда центробежная сила составляет 8000g, скорость вращения должна быть равна: 8489, что примерно равно 8500 об/мин.

Основная классификация

Свертывание 1. В соответствии со значением коэффициента разделения Fr.

Центрифуги можно разделить на следующие типы:

1. Центрифуга с нормальной скоростью

Для центрифуг с числом фракций Fr≤3500 (обычно 600–1200) характерна низкая скорость вращения и большой диаметр пор.

2. Высокоскоростная центрифуга

Fr=3500~50000, скорость вращения этой центрифуги высокая, диаметр барабана, как правило, небольшой, а длина большая.

3. Ультрацентрифуга

Из-за высокой скорости вращения (выше 50000 об/мин) барабан имеет форму тонкой трубчатой ​​трубы при Fr>50000.

Коэффициент разделения Fr обозначает отношение центробежной силы материала в центробежном поле к силе тяжести материала в гравитационном поле.

Складывается в два этапа в зависимости от режима работы.

Центрифуги можно разделить на следующие типы:

1. Центрифуга с зазором

Процессы подачи, разделения, промывки и выгрузки шлака представляют собой операции с промежутками, а для выгрузки шлака используются ручные, гравитационные или механические методы, такие как трехногие и центрифуги с верхней подвеской.

2. Центрифуга непрерывного действия

Процессы подачи, разделения, промывки и выгрузки шлака могут осуществляться автоматически в зазоре или в непрерывном режиме.

3. Геотехническая центрифуга

Складывание 3. Согласно методу удаления шлака.

Центрифуги можно разделить на следующие типы:

1. Центрифуга для разгрузки скребком.

Процесс является косвенным, и работа выполняется в автоматическом режиме.

2. Центрифуга с поршневым толкателем

Процесс является полунепрерывным и выполняется в автоматическом режиме.

3. Центрифуга со спиральным разрядом

Процесс непрерывный, и работа осуществляется в автоматическом режиме.

4. Центробежная центрифуга с выгрузкой

Процесс непрерывный, и работа осуществляется в автоматическом режиме.

5. Вибрационная центрифуга

Процесс непрерывный, и работа осуществляется в автоматическом режиме.

6. Центрифуга с наклонной разгрузкой

Процесс непрерывный, и работа осуществляется в автоматическом режиме.

Четыре, в зависимости от способа применения.

Центрифуги можно разделить на: фильтрующие центрифуги и декантерные центрифуги.

Пять, в зависимости от способа установки

Его также можно разделить на вертикальный, горизонтальный, наклонный, подвесной и трехногий.

6. В соответствии с национальными стандартами и долей рынка.

для следующих четырех

1. трехногая центрифуга

2. Горизонтальная спиральная центрифуга

3. Дисковый сепаратор

4. Трубчатый сепаратор

Как купить?

Существует множество моделей и типов центрифуг, и цена на них относительно высока. При покупке следует производить замеры в соответствии с объемом работы. Обычно следует учитывать следующие факторы:

(1) Цель центрифугирования, аналитического центрифугирования или центрифугирования для подготовки препаратов;

(2) Тип и количество образца, будь то клетки, вирусы или белки, а также размер образца. На основании этих факторов принимается решение о приобретении аналитической или препаративной центрифуги; низкоскоростной, высокоскоростной или сверхскоростной; высокообъемной, постоянного объема или микрообъемной центрифуги.

(3) Экономическая целесообразность: При определении модели следует учитывать производителя и цену. Цена и характеристики продукта должны быть согласованы.

(4) Другие детали: например, насколько проста центробежная операция, насколько удобно техническое обслуживание, устарела ли конструкция, насколько удобно снабжение изнашиваемых деталей и т. д.

(5) Проблема соответствия: центрифуга не может работать одновременно на низкой, высокой и сверхвысокой скорости. В целом, ультрацентрифуги предназначены только для ультрацентрифугирования, они не подходят для высокоскоростного и низкоскоростного центрифугирования, а высокоскоростные центрифуги не подходят для низкоскоростного центрифугирования. Поэтому при покупке ультрацентрифуги необходимо учитывать возможность приобретения высокоскоростной центрифуги, иначе преимущества не будут реализованы. Как правило, низкоскоростные и высокоскоростные центрифуги используются чаще, в то время как коэффициент использования ультрацентрифуг низок. Ультрацентрифуги приобретаются только в лабораториях, которые часто используются, или в региональных общественных учреждениях.

После определения модели центрифуги необходимо выбрать тип центробежного ротора. Главным фактором является вместимость образца и условия центрифугирования. Обычно используется один горизонтальный ротор и один угловой ротор, или один ротор большой вместимости (с относительно низкой скоростью вращения) и один ротор малой вместимости с высокой скоростью вращения, чтобы удовлетворить различные потребности работы. Чем больше вариантов, тем лучше. Поскольку существует множество типов центробежных роторов, многие из которых похожи, а роторы для высокоскоростных машин довольно дороги, если все они одинаковы, цена будет в несколько раз выше, чем у основной центрифуги, и это не обязательно. Из-за разной скорости вращения роторов цена сильно варьируется. Что касается скорости вращения, нецелесообразно стремиться к максимально высокой, но должен быть ротор с максимально допустимой скоростью вращения для данной центрифуги, иначе это будет пустая трата ресурсов. В установках с двумя центрифугами можно рассмотреть возможность использования взаимодополняющих моделей роторов для экономии средств.

В Китае, согласно многолетнему опыту использования центрифуг, все типы центрифуг должны обслуживаться и эксплуатироваться специальным персоналом. Высокоскоростные и ультрацентрифуги требуют регулярного осмотра и технического обслуживания. Пользователи должны подробно фиксировать состояние эксперимента и условия технического обслуживания, чтобы обеспечить безопасную эксплуатацию центрифуги. Высокоскоростные и низкоскоростные центрифуги просты в эксплуатации, поэтому их можно использовать самостоятельно после ознакомления с инструкциями и обучения работе с ними. Ультрацентрифуги имеют сложную конструкцию и сложные рабочие процедуры. Неправильное использование чревато несчастными случаями. Особенно тщательно следует обслуживать и использовать ротор центрифуги. Судя по многолетнему опыту использования и эксплуатации в стране, правильное хранение и эксплуатация прибора являются гарантией его исправности. Руководство и операторы должны быть обучены, чтобы они не только были знакомы с принципами работы, но и понимали устройство прибора.