Оё зарраҳои коллоидҳои пароканда метавонанд дар центрифуга ҷудо шаванд?
Муқаддима:
Коллоидҳо як шакли беназири материя мебошанд, ки дар он зарраҳо дар тамоми муҳити атроф баробар пароканда шуда, омехтаи устуворро ба вуҷуд меоранд. Намунаҳои коллоидҳо желатин, шир ва қаймоқи қамчинкорро дар бар мегиранд. Ҷудо кардани зарраҳои коллоидҳои пароканда аз муҳити атроф аз сабаби андозаи хурд ва ҳатто тақсимоти онҳо душвор буда метавонад. Дар ин мақола, мо мефаҳмем, ки центрифуга метавонад зарраҳои коллоидҳои парокандаро самаранок ҷудо кунад ва маҳдудиятҳо ва барномаҳои эҳтимолии онро муҳокима кунад.
Фаҳмидани зарраҳои коллоидӣ:
Андозаи зарраҳои коллоидӣ аз нанометр то микрометр аст. Онхо дар холати пароканда вучуд дошта, мувозинати устуворро аз хисоби куввахои љолиб ва такфиркунандае, ки дар байни онњо амал мекунанд, нигоњ медоранд. Ин қувваҳо ба таври табиӣ ҷойгир шудани зарраҳоро пешгирӣ мекунанд. Гарчанде ки вазнинӣ метавонад бо мурури замон қисман ҷудоиро ба вуҷуд орад, он метавонад барои равандҳои миқёси саноатӣ, ки вақт муҳим аст, амалӣ набошад.
Нақши центрифуга:
Сентрифуга як дастгоҳи лабораторӣ мебошад, ки барои ҷудо кардани заррачаҳо аз рӯи ҳаҷм, шакл ва зичии онҳо қувваи марказро истифода мебарад. Бо чархзании бо суръати баланд, центрифуга як қувваи ҷозибаро аз қувваи ҷозибаи Замин хеле қавитар мекунад ва имкон медиҳад, ки заррачаҳо зуд ҷудо шаванд. Аммо оё центрифуга заррачахои парокандаи коллоидро самаранок чудо карда метавонад?
Механизми центрифугакунӣ
Вақте ки омехтаи коллоид дар центрифуга ҷойгир карда мешавад, он босуръат чарх мезанад. Қувваи марказгурез ба таври радиатсионӣ ба берун амал мекунад ва дар дохили омехта градиенти фишорро ба вуҷуд меорад. Ин градиенти фишор заррачаҳои парокандаро ба канори берунии найчаи центрифуга тела дода, ба таҳшиншавӣ оварда мерасонад. Дар дохили намуна градиентҳои суръат муқаррар карда мешаванд, ки боиси тезтар ҷойгир шудани зарраҳои азим нисбат ба зарраҳои хурдтар мешаванд.
Маҳдудиятҳои центрифугакунӣ
Гарчанде ки центрифуга як усули пурқуввати ҷудокунии зарраҳо аст, он дар мавриди зарраҳои парокандаи коллоид маҳдудиятҳои худро дорад. Монеаи аввалиндараҷа андозаи хурди ин зарраҳо мебошад. Аз сабаби андозагирии дақиқаҳои онҳо, ҳаракати Броунӣ назаррас мешавад, ки зарраҳо дар муддати тӯлонӣ боздошта мешаванд ва самаранокии таҳшинро коҳиш медиҳанд. Илова бар ин, зарядҳои электростатикӣ дар сатҳи зарраҳо метавонанд ба ҷамъшавӣ ва ҷойгиршавӣ халал расонанд.
Бартараф кардани душворихо
Барои бартараф кардани мушкилоте, ки бо ҷудо кардани зарраҳои коллоидҳои пароканда алоқаманданд, муҳаққиқон тағиротҳои гуногунро ба усулҳои анъанавии центрифугакунӣ омӯхтанд. Яке аз равишҳо илова кардани коагулянтҳо ё флокулянтҳоро барои мусоидат ба ҷамъшавии зарраҳо ва такмил додани раванди таҳшиншавӣ дар бар мегирад. Усули дигар ин истифодаи ултрасентрифуга мебошад, ки суръати боз ҳам баландтар ва тарҳҳои пешрафтаи роторро барои тавлиди қувваҳои қавитари марказгурез истифода мебарад.
Усулҳои мукаммали центрифугакунӣ
Ба ғайр аз коагулянтҳо ва ултрацентрифуга, олимон усулҳои алтернативӣ барои беҳтар кардани ҷудокунии зарраҳои коллоидҳои пароканда таҳия кардаанд. Масалан, дастгоҳҳои микрофлюидӣ барои осон кардани раванди ҷудошавии зарраҳо микроканалҳо ва қувваҳои марказгурезро истифода мебаранд. Каналҳои дақиқ тарҳрезишуда ҷараёни ламинариро ба вуҷуд меоранд ва зарраҳои коллоидиро аз муҳити атроф самараноктар ҷудо мекунанд.
Барномаҳои саноатӣ
Центрифуга дар барномаҳои гуногуни саноатӣ нақши ҳалкунанда дорад. Дар саноати хӯрокворӣ ва нӯшокиҳо, он барои ҷудо кардани ифлосҳо ё зарраҳои сахт аз моеъ кӯмак карда, сифати олии маҳсулотро таъмин мекунад. Ширкатҳои фармасевтӣ барои тоза кардан ва ҷудо кардани зарраҳои дилхоҳ ҳангоми таҳияи дору ба центрифуга такя мекунанд. Ғайр аз он, иншооти коркарди обҳои партов аз центрифугаҳо истифода мебаранд, то моддаҳои сахти овезон ва дигар ифлоскунандаҳоро аз об самаранок тоза кунанд ва ба муҳити тозатар мусоидат кунанд.
Хулоса:
Гарчанде ки зарраҳои коллоидҳои пароканда барои центрифугакунӣ мушкилот эҷод мекунанд, муҳаққиқон дар таҳияи усулҳои такмил додани ҷудошавии онҳо ба пешрафти назаррас ноил гардиданд. Тағйир додани центрифугаҳои анъанавӣ, ворид кардани коагулянтҳо ва омӯхтани дастгоҳҳои микрофлюидӣ танҳо чанд мисоли пешрафтҳо мебошанд. Бо дарки маҳдудиятҳо ва омӯхтани стратегияҳои инноватсионӣ, олимон метавонанд иқтидори пурраи центрифугаро барои ҷудо кардани зарраҳои коллоидҳои пароканда кушода, дар ин раванд соҳаҳои мухталифи саноатро тағир диҳанд.
.