การแยกด้วยเครื่องเหวี่ยงหนีศูนย์กลางคืออะไร? - ผู้ผลิตเครื่องเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง | ZONELINK

วิธีการทำงานของเครื่องปั่นเหวี่ยง

เครื่องเหวี่ยงแยกสาร (Centrifuge) เป็นเครื่องที่ใช้แรงเหวี่ยงในการแยกส่วนประกอบออกจากของเหลวและอนุภาคของแข็ง หรือส่วนผสมของของเหลวกับของเหลว โดยส่วนใหญ่แล้ว เครื่องเหวี่ยงแยกสารจะใช้ในการแยกอนุภาคของแข็งออกจากของเหลวที่แขวนลอยอยู่ หรือแยกของเหลวสองชนิดที่ไม่สามารถผสมกันได้ซึ่งมีความหนาแน่นต่างกันในอิมัลชัน (เช่น การแยกครีมออกจากนม) นอกจากนี้ยังสามารถใช้ในการกำจัดของเหลวออกจากของแข็งเปียก เช่น การอบแห้งเสื้อผ้าเปียกด้วยเครื่องซักผ้า เครื่องแยกแบบท่อความเร็วสูงพิเศษยังสามารถแยกส่วนผสมของก๊าซที่มีความหนาแน่นต่างกันได้อีกด้วย โดยใช้คุณลักษณะของความหนาแน่นหรือขนาดอนุภาคที่แตกต่างกันของอนุภาคของแข็งในของเหลวที่มีความเร็วในการตกตะกอนต่างกัน เครื่องเหวี่ยงแยกสารบางชนิดยังสามารถจำแนกอนุภาคของแข็งตามความหนาแน่นหรือขนาดอนุภาคได้อีกด้วย

เมื่อสารแขวนลอยที่มีอนุภาคละเอียดอยู่นิ่ง อนุภาคเหล่านั้นจะค่อยๆ จมลงเนื่องจากแรงโน้มถ่วง อนุภาคที่มีน้ำหนักมากจะจมลงเร็ว ในขณะที่อนุภาคที่มีความหนาแน่นน้อยกว่าของเหลวจะลอยขึ้น ความเร็วในการเคลื่อนที่ของอนุภาคในสนามโน้มถ่วงนั้นสัมพันธ์กับขนาด รูปร่าง และความหนาแน่นของอนุภาค รวมถึงความแรงของสนามโน้มถ่วงและความหนืดของของเหลวด้วย อนุภาคที่มีขนาดเท่าเซลล์เม็ดเลือดแดง ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางหลายไมโครเมตร สามารถสังเกตได้ว่าจมลงภายใต้แรงโน้มถ่วงปกติ

นอกจากนี้ เมื่อสารตกตะกอนในตัวกลาง จะเกิดปรากฏการณ์การแพร่กระจายขึ้น การแพร่กระจายนั้นเป็นไปโดยไม่มีเงื่อนไขและแน่นอน การแพร่กระจายแปรผกผันกับมวลของสาร และอนุภาคยิ่งเล็ก การแพร่กระจายก็จะยิ่งรุนแรงมากขึ้น ส่วนการตกตะกอนนั้นเป็นไปโดยมีเงื่อนไขและสัมพันธ์กัน จำเป็นต้องมีแรงภายนอกมากระทำจึงจะเคลื่อนที่ได้ การตกตะกอนแปรผันตรงกับน้ำหนักของวัตถุ อนุภาคยิ่งใหญ่ การตกตะกอนก็จะยิ่งเร็ว สำหรับอนุภาคที่มีขนาดเล็กกว่าไม่กี่ไมครอน เช่น ไวรัสหรือโปรตีน พวกมันอยู่ในสถานะคอลลอยด์หรือกึ่งคอลลอยด์ในสารละลาย และไม่สามารถสังเกตกระบวนการตกตะกอนได้ด้วยแรงโน้มถ่วงเพียงอย่างเดียว เนื่องจากอนุภาคยิ่งเล็ก การตกตะกอนก็จะยิ่งช้าลง และปรากฏการณ์การแพร่กระจายก็จะยิ่งรุนแรงมากขึ้น ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้เครื่องเหวี่ยงเพื่อสร้างแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางที่รุนแรง เพื่อบังคับให้อนุภาคเหล่านี้เอาชนะการแพร่กระจายและทำให้เกิดการตกตะกอนขึ้น

การปั่นเหวี่ยงเป็นการใช้แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางที่รุนแรงซึ่งเกิดจากการหมุนด้วยความเร็วสูงของใบพัดเครื่องปั่นเหวี่ยงเพื่อเร่งความเร็วในการตกตะกอนของอนุภาคในของเหลว และแยกสารที่มีค่าสัมประสิทธิ์การตกตะกอนและความหนาแน่นลอยตัวที่แตกต่างกันในตัวอย่าง

การแปลงระหว่างแรงเหวี่ยง (g) และความเร็วรอบ (rpm)

สูตรการแปลงระหว่างแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง G และความเร็วรอบ RPM มีดังนี้:

G=1.11×10^(-5)×R×(rpm)^2

ในบรรดาปัจจัยเหล่านั้น G คือแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง ซึ่งโดยทั่วไปจะแสดงเป็นค่าทวีคูณของ g (ความเร่งโน้มถ่วง)

10^(-5) คือกำลังลบห้าของ 10 กำลังสองของความเร็วในการหมุน (rpm)^2 R คือรัศมี และหน่วยเป็นเซนติเมตร

ตัวอย่างเช่น หากรัศมีแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางเท่ากับ 10 เซนติเมตร และความเร็วในการหมุนเท่ากับ 8000 รอบต่อนาที แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางจะมีค่าดังนี้:

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

นั่นคือ แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางมีค่าเท่ากับ 7104 กรัม

และเมื่อแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางเท่ากับ 8000g ความเร็วของมันควรจะเป็น: 8489 ซึ่งประมาณ 8500 รอบต่อนาที

การจำแนกประเภทหลัก

การพับ 1. ตามค่าตัวประกอบการแยก Fr

เครื่องเหวี่ยงแยกสารสามารถแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆ ดังต่อไปนี้:

1. เครื่องปั่นเหวี่ยงความเร็วปกติ

Fr≤3500 (โดยปกติ 600~1200) เครื่องเหวี่ยงแบบนี้จะมีรอบการหมุนต่ำและมีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่

2. เครื่องเหวี่ยงความเร็วสูง

Fr=3500~50000 ความเร็วในการหมุนของเครื่องเหวี่ยงนี้จะสูง เส้นผ่านศูนย์กลางของถังโดยทั่วไปจะเล็ก และความยาวจะยาว

3. เครื่องอัลตราเซนตริฟิวจ์

เนื่องจากความเร็วสูง (มากกว่า 50000 รอบต่อนาที) ทำให้ดรัมมีลักษณะเป็นทรงกระบอกเรียวยาว

ปัจจัยการแยก Fr หมายถึงอัตราส่วนของแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางของวัสดุในสนามแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางต่อแรงโน้มถ่วงของวัสดุในสนามแรงโน้มถ่วง

การพับสองครั้ง ตามโหมดการทำงาน

เครื่องเหวี่ยงแยกสารสามารถแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆ ดังต่อไปนี้:

1. เครื่องเหวี่ยงแยกช่องว่าง

กระบวนการป้อน การแยก การล้าง และการขนถ่ายตะกรัน ล้วนเป็นกระบวนการที่มีช่องว่าง และใช้แรงงานคน แรงโน้มถ่วง หรือวิธีการทางกลในการขนถ่ายตะกรัน เช่น เครื่องเหวี่ยงแยกแบบสามขาและแบบแขวนด้านบน

2. เครื่องเหวี่ยงแยกสารแบบต่อเนื่อง

กระบวนการป้อนวัสดุ การแยก การล้าง และการขนถ่ายกากตะกอน สามารถดำเนินการได้โดยอัตโนมัติ ทั้งแบบเป็นช่วงๆ หรือแบบต่อเนื่อง

3. เครื่องเหวี่ยงแยกทางธรณีเทคนิค

การพับ 3. ตามวิธีการระบายตะกรัน

เครื่องเหวี่ยงแยกสารสามารถแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆ ดังต่อไปนี้:

1. เครื่องแยกตะกอนแบบใบมีดขูด

กระบวนการนี้เป็นแบบทางอ้อม และการทำงานเป็นแบบอัตโนมัติ

2. เครื่องเหวี่ยงแยกสารแบบใช้ลูกสูบดัน

กระบวนการนี้เป็นแบบกึ่งต่อเนื่องและการทำงานเป็นแบบอัตโนมัติ

3. เครื่องเหวี่ยงแยกแบบเกลียว

กระบวนการนี้เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องและการทำงานเป็นแบบอัตโนมัติ

4. เครื่องเหวี่ยงแยกแบบปล่อยแรงเหวี่ยง

กระบวนการนี้เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องและการทำงานเป็นแบบอัตโนมัติ

5. เครื่องเหวี่ยงแยกสารแบบสั่น

กระบวนการนี้เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องและการทำงานเป็นแบบอัตโนมัติ

6. เครื่องเหวี่ยงแยกแบบเอียงเพื่อขนถ่าย

กระบวนการนี้เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องและการทำงานเป็นแบบอัตโนมัติ

สี่ ตามกระบวนการใช้งาน

เครื่องเหวี่ยงแยกสารสามารถแบ่งออกได้เป็น: เครื่องเหวี่ยงแยกสารแบบมีตัวกรอง และเครื่องเหวี่ยงแยกสารแบบเทของเหลว

ห้า ตามวิธีการติดตั้ง

นอกจากนี้ยังสามารถแบ่งออกเป็นแบบแนวตั้ง แนวนอน เอียง แขวน และแบบสามขาได้อีกด้วย

6. ตามมาตรฐานระดับชาติและส่วนแบ่งการตลาด

สำหรับสี่ข้อต่อไปนี้

1. เครื่องเหวี่ยงแยกแบบสามขา

2. เครื่องเหวี่ยงแยกสารแบบเกลียวแนวนอน

3. เครื่องแยกแผ่นดิสก์

4. ตัวแยกแบบท่อ

วิธีการสั่งซื้อ?

เครื่องปั่นเหวี่ยงมีหลายรุ่นและหลายประเภท และราคาก็ค่อนข้างสูง เมื่อซื้อควรพิจารณาให้เหมาะสมกับการใช้งาน โดยปกติแล้วควรพิจารณาปัจจัยต่อไปนี้:

(1) วัตถุประสงค์ของการปั่นเหวี่ยง การปั่นเหวี่ยงเพื่อการวิเคราะห์ หรือการปั่นเหวี่ยงเพื่อการเตรียม

(2) ประเภทและปริมาณของตัวอย่าง ไม่ว่าจะเป็นเซลล์ ไวรัส หรือโปรตีน และขนาดของตัวอย่าง การตัดสินใจซื้อเครื่องปั่นเหวี่ยงแบบวิเคราะห์หรือแบบเตรียมการ ขึ้นอยู่กับปัจจัยเหล่านี้ เครื่องปั่นเหวี่ยงความเร็วต่ำ ความเร็วสูง หรือความเร็วสูงพิเศษ เครื่องปั่นเหวี่ยงปริมาตรสูง ปริมาตรคงที่ หรือปริมาตรน้อย

(3) ศักยภาพทางเศรษฐกิจ: เมื่อกำหนดแบบจำลองแล้ว ควรพิจารณาผู้ผลิตและราคา ราคาและประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ต้องสอดคล้องกัน

(4) รายละเอียดอื่นๆ เช่น การทำงานของแรงเหวี่ยงง่ายหรือไม่ การบำรุงรักษาสะดวกหรือไม่ การออกแบบล้าสมัยหรือไม่ การจัดหาชิ้นส่วนสึกหรอสะดวกหรือไม่ เป็นต้น

(5) ปัญหาการจับคู่: เป็นไปไม่ได้ที่เครื่องปั่นเหวี่ยงจะทำงานที่ความเร็วต่ำ ความเร็วสูง และความเร็วเกินพร้อมกัน โดยทั่วไปแล้ว เครื่องปั่นเหวี่ยงความเร็วสูงจะจำกัดอยู่เฉพาะการปั่นเหวี่ยงความเร็วสูงเท่านั้น ไม่เหมาะสำหรับการปั่นเหวี่ยงความเร็วสูงหรือความเร็วต่ำ และเครื่องปั่นเหวี่ยงความเร็วสูงก็ไม่เหมาะสำหรับการปั่นเหวี่ยงความเร็วต่ำเช่นกัน ดังนั้น เมื่อซื้อเครื่องปั่นเหวี่ยงความเร็วสูง จำเป็นต้องพิจารณาเครื่องปั่นเหวี่ยงความเร็วสูง มิฉะนั้นจะไม่ได้รับประโยชน์อย่างเต็มที่ โดยทั่วไปแล้ว ความเร็วต่ำและความเร็วสูงจะถูกใช้งานบ่อยกว่า ในขณะที่อัตราการใช้งานของเครื่องปั่นเหวี่ยงความเร็วสูงนั้นต่ำ เครื่องปั่นเหวี่ยงความเร็วสูงจึงมักถูกซื้อเฉพาะในห้องปฏิบัติการที่ใช้งานบ่อย หรือพิจารณาการใช้งานในสถานบริการสาธารณะในภูมิภาค

หลังจากเลือกแบบเครื่องปั่นเหวี่ยงแล้ว ขั้นตอนต่อไปคือการเลือกชนิดของโรเตอร์ปั่นเหวี่ยง ปัจจัยหลักคือความจุของตัวอย่างและสภาวะการปั่นเหวี่ยง โดยปกติแล้วจะมีโรเตอร์แนวนอนหนึ่งตัวและโรเตอร์แบบเอียงหนึ่งตัว หรือโรเตอร์ความจุขนาดใหญ่ (ความเร็วต่ำ) หนึ่งตัวและโรเตอร์ความจุขนาดเล็กความเร็วสูงหนึ่งตัว เพื่อตอบสนองความต้องการที่แตกต่างกันในการทำงาน ยิ่งครบครันยิ่งดี เพราะมีโรเตอร์ปั่นเหวี่ยงหลายประเภท ซึ่งหลายแบบคล้ายคลึงกัน และโรเตอร์สำหรับเครื่องปั่นเหวี่ยงความเร็วสูงนั้นค่อนข้างแพง หากใช้ให้ครบทุกแบบ ราคาจะสูงกว่าตัวเครื่องปั่นเหวี่ยงหลายเท่า ซึ่งไม่จำเป็น เนื่องจากความเร็วรอบของโรเตอร์แตกต่างกัน ราคาจึงแตกต่างกันมาก ในแง่ของความเร็วรอบ ไม่ควรเลือกโรเตอร์ที่มีความเร็วรอบสูงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ แต่ควรมีโรเตอร์ที่มีความเร็วรอบสูงสุดที่เครื่องปั่นเหวี่ยงอนุญาต มิฉะนั้นจะเป็นการสิ้นเปลืองเครื่องปั่นเหวี่ยง หน่วยที่มีเครื่องปั่นเหวี่ยงสองเครื่องอาจพิจารณาใช้โรเตอร์แบบเสริมกันเพื่อประหยัดค่าใช้จ่าย

การจัดการเครื่องปั่นเหวี่ยง ตามการใช้งานเครื่องปั่นเหวี่ยงในประเทศจีนมาหลายปี เครื่องปั่นเหวี่ยงทุกประเภทควรได้รับการจัดการและบำรุงรักษาโดยบุคลากรเฉพาะทาง เครื่องปั่นเหวี่ยงความเร็วสูงและเครื่องปั่นเหวี่ยงความเร็วสูงพิเศษจำเป็นต้องได้รับการตรวจสอบและบำรุงรักษาอย่างสม่ำเสมอ ผู้ใช้ควรบันทึกสถานะการทดลองและเงื่อนไขการบำรุงรักษาอย่างละเอียดเพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยในการใช้งานเครื่องปั่นเหวี่ยง เครื่องปั่นเหวี่ยงความเร็วสูงและความเร็วต่ำใช้งานง่าย ดังนั้นคุณสามารถใช้งานได้ด้วยตนเองหลังจากอ่านคำแนะนำและฝึกอบรมขั้นตอนการใช้งานของเครื่องปั่นเหวี่ยงแล้ว เครื่องปั่นเหวี่ยงความเร็วสูงพิเศษมีโครงสร้างที่ซับซ้อนและขั้นตอนการทำงานที่ซับซ้อน การใช้งานที่ไม่เหมาะสมอาจนำไปสู่อุบัติเหตุได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง โรเตอร์ของเครื่องปั่นเหวี่ยงควรได้รับการบำรุงรักษาและใช้งานอย่างระมัดระวัง จากการใช้งานและการจัดการในประเทศมาหลายปี การดูแลรักษาและการใช้งานเครื่องมือเป็นสิ่งรับประกันว่าเครื่องมืออยู่ในสภาพดี ผู้จัดการและผู้ปฏิบัติงานควรได้รับการฝึกอบรมเพื่อให้พวกเขาไม่เพียงแต่คุ้นเคยกับการใช้งาน แต่ยังมีความเข้าใจในเครื่องมือด้วย