Муқаддима ба центрифугасия
Центрифугакунӣ як усули васеъ истифодашаванда дар соҳаҳои гуногун ва соҳаҳои тадқиқотӣ барои ба таври самаранок ҷудо кардани моддаҳои сахт аз моеъ мебошад. Ин равандест, ки принсипҳои қувваи марказгурезро барои ҷудо кардани ҷузъҳои гуногун аз рӯи зич ё андозаи онҳо истифода мебарад. Дар ин мақола, мо механикаи паси он, ки чӣ гуна центрифуга метавонад ба чунин ҷудошавии босуръат ноил шавад ва инчунин ба барномаҳо ва пешрафтҳои он омӯзем.
Принсипи кори центрифуга
Сентрифуга аз ротори чархзананда ва дорандаи намуна иборат аст, ки маъмулан найчаи центрифуга номида мешавад. Вақте ки ротор бо суръати баланд чарх мезанад, он қувваи марказро ба вуҷуд меорад, ки ба таври радиалӣ ба берун амал мекунад. Ин қувва боиси он мегардад, ки зарраҳо ё моддаҳои зичтар аз маркази гардиш дур шуда, дар қаъри найча ҷойгир шаванд, моддаҳои сабуктар ба боло наздиктар мемонанд.
Суръати чархзании ротор омили ҳалкунанда дар муайян кардани самаранокии ҷудокунии центрифуга мебошад. Чӣ қадаре ки суръати гардиш баландтар бошад, қувваи марказгурез ҳамон қадар қавитар мешавад. Аз ин рӯ, центрифугаҳо барои кор кардан бо суръати бениҳоят баланд тарҳрезӣ шудаанд, ки маъмулан аз чанд ҳазор гардиш дар як дақиқа (RPM) то якчанд даҳҳо ҳазорҳо мебошанд.
Седиментатсияи центрифуга
Яке аз механизмҳои ибтидоӣ, ки тавассути он центрифуга моддаҳои сахтро аз моеъҳо ҷудо мекунад, таҳшиншавии центрифуга номида мешавад. Ин раванд ба зичии гуногуни ҷузъҳои дар намуна мавҷудбуда асос ёфтааст.
Вақте ки намуна дар найчаи центрифуга ҷойгир карда мешавад ва чарх мезананд, моддаҳои сахти зичтар ба монанди зарраҳо, ҳуҷайраҳо ё партовҳо аз сабаби қувваи пурқуввати марказгурез дар қаъри найча зуд ҷойгир мешаванд. Дар ҳамин ҳол, супернатанти моеъ дар боло боқӣ мемонад ва имкон медиҳад, ки декантатсия ё хориҷ карда шавад.
Центрифугасияи градиенти зич
Дар ҳоле ки таҳшиншавии центрифугавӣ барои ҷудо кардани зарраҳои калонтар хуб кор мекунад, ҷузъҳои хурдтар ва нозуктар метавонанд муносибати дигарро талаб кунанд. Дар ин ҷо центрифугаи градиентии зич ба кор меояд.
Сентрифугакунонии градиенти зич истифодаи як муҳити махсуси градиентии зичро, ки аксаран аз сахароза ё йодиксанол иборат аст, дар бар мегирад. Муњит дар найчаи центрифуга бодиққат ќабат карда, градиенти зичро ташкил медињад, ки тадриљан аз боло ба поён зиёд мешавад.
Вақте ки намуна ба қубур илова карда мешавад ва чарх мезанад, ҷузъҳо аз градиенти зичӣ то он даме, ки ба зичии шинокунандаи мувофиқи худ расад, ҳаракат мекунанд. Ин усул имкон медиҳад, ки зарраҳо ё моддаҳоеро ҷудо кунанд, ки зичии якхела доранд, аммо суръати таҳшиншавии гуногун доранд.
Барномаҳои центрифугакунӣ
Суръат ва самаранокии центрифугакунӣ ба он дар соҳаҳои мухталифи саноат татбиқи назаррас додааст. Дар лабораторияҳои тиббӣ центрифугаҳо асбобҳои зарурӣ барои ҷудо кардани плазма ё зардоб аз намунаҳои хун, ҷудо кардани ДНК ё тайёр кардани фарҳангҳои ҳуҷайра мебошанд.
Дар саноати фармасевтӣ, центрифугакунӣ дар тоза кардани доруҳо, ба монанди инсулин ё антибиотикҳо тавассути ҷудо кардани ифлосиҳо аз моддаҳои фаъол кӯмак мекунад. Он инчунин дар биотехнология барои истеҳсоли миқёси васеъи ваксинаҳо, сафедаҳои рекомбинантӣ ва сӯзишвории биологӣ истифода мешавад.
Ғайр аз он, центрифуга дар илмҳои экологӣ ва криминалистӣ нақши ҳалкунанда дорад. Он дар таҳлили намунаҳои хок, об ва ҳаво тавассути ҷудо кардани зарраҳои боздошташуда ё ифлоскунанда барои таҳқиқоти минбаъда кӯмак мекунад.
Пешрафтҳо дар технологияи центрифугакунӣ
Дар тӯли солҳо, технологияи центрифугакунӣ пешрафтҳои назаррасро паси сар кард. Сентрифугаҳои баландсуръат паймонтар, самараноктар ва бо системаҳои мураккаби идоракунӣ муҷаҳҳаз шудаанд, ки қодир ба коркарди миқдори зиёди намунаҳо ҳангоми нигоҳ доштани параметрҳои дақиқи ҷудокунӣ муҷаҳҳаз шудаанд.
Илова бар ин, пешрафтҳо дар тарҳрезии роторҳо, ба монанди роторҳои кунҷи собит, роторҳои сатилӣ ё роторҳои амудӣ, мутобиқати бештарро ба намудҳо ва ҳаҷмҳои гуногуни намуна таъмин мекунанд. Ин беҳбудиҳо универсалӣ ва суръати ҷудошавиро, ки центрифуга ба он ноил шуда метавонад, ба таври назаррас афзоиш доданд.
Хулоса, центрифугакунӣ як усули бебаҳоест барои зуд ҷудо кардани моддаҳои сахт аз моеъ дар соҳаҳои мухталифи саноат ва соҳаҳои тадқиқот. Новобаста аз он ки тавассути таҳшиноти марказӣ ё центрифугаи градиенти зичӣ, ин раванд ҷудокунии муассирро фароҳам меорад ва ба таҳлил ва коркарди минбаъдаи ҷузъҳои дилхоҳ мусоидат мекунад. Бо пешрафтҳои ҷорӣ, центрифуга дар амалияи муосири илмӣ ва саноатӣ ҳатмӣ боқӣ мемонад.
.