离心机是一种利用离心力将液体和固体颗粒或液体混合物中的成分分离的机器。离心机主要用于分离悬浮液中的固体颗粒;或分离乳液中密度不同的两种互不相溶的液体(例如从牛奶中分离奶油);也可用于去除湿固体中的液体,例如用洗衣机烘干湿衣服;特殊的超高速管式分离器还可以分离不同密度的气体混合物;利用固体颗粒在液体中密度或粒径不同的特性以及不同的沉降速度,一些沉降式离心机还可以按密度或粒径对固体颗粒进行分类。

当含有细小颗粒的悬浮液静止时,悬浮颗粒会在重力场的作用下逐渐下沉。颗粒越重,下沉速度越快;而密度小于液体的颗粒则会上升。颗粒在重力场中的运动速度与颗粒的大小、形状和密度有关,也与重力场的强度和液体的黏度有关。即使是直径为几微米、大小与红细胞相当的颗粒,在正常重力作用下也会发生沉降。
此外,物质在介质中沉降时,会伴随扩散现象。扩散是无条件的、绝对的,其速度与物质的质量成反比,颗粒越小,扩散越严重。沉降是相对的、有条件的,需要外力作用才能移动。沉降速度与物体的重量成正比,颗粒越大,沉降速度越快。对于小于几微米的颗粒,例如病毒或蛋白质,它们在溶液中呈胶体或半胶体状态,仅靠重力无法观察到沉降过程。因为颗粒越小,沉降速度越慢,扩散现象越严重。因此,需要使用离心机产生强大的离心力,迫使这些颗粒克服扩散作用,从而产生沉降运动。
离心分离是利用离心机转子高速旋转产生的强大离心力,加速液体中颗粒的沉降速度,从而分离样品中具有不同沉降系数和浮力密度的物质。
离心力(g)与转速(rpm)之间的转换
离心力G与转速RPM的换算公式如下:
G=1.11×10^(-5)×R×(rpm)^2
其中,G 是离心力,通常表示为 g(重力加速度)的倍数。
10^(-5) 是 10 的负五次方,是转速 (rpm)^2 的平方,R 是半径,单位是厘米。
例如,当离心半径为 10 厘米,转速为 8000 转/分钟时,离心力为:
G=1.11*10(-5)*10*(8000)2=7104
也就是说,离心力为 7104g。
当离心力为 8000g 时,其转速应为:8489 约为 8500rpm
主要分类
折叠 1. 根据分离因子 Fr 值
离心机可分为以下几种类型:
1. 普通转速离心机
Fr≤3500(通常为600~1200),这种离心机转速低,直径大。
2. 高速离心机
Fr=3500~50000,该离心机的转速高,滚筒直径一般较小,长度较长。
3. 超速离心机
由于转速较高(超过 50000 转/分钟),Fr>50000 的滚筒被制成细长的管状。
分离因子 Fr 是指材料在离心力场中受到的离心力与材料在重力场中受到的重力之比。
根据操作模式,可折叠两次
离心机可分为以下几种类型:
1. 间隙离心机
其进料、分离、洗涤和卸渣过程均为间隙操作,卸渣采用人工、重力或机械方法,例如三腿离心机和顶悬式离心机。
2. 连续离心机
进料、分离、清洗和卸渣过程可以间歇式或连续式自动进行。
3. 岩土离心机
折叠 3. 根据排渣方法
离心机可分为以下几种类型:
1.刮板卸料离心机
该过程是间接的,操作是自动的。
2.活塞式离心机
该过程是半连续的,操作是自动的。
3. 螺旋卸料离心机
该过程是连续的,操作是自动的。
4. 离心卸料离心机
该过程是连续的,操作是自动的。
5. 振动卸料离心机
该过程是连续的,操作是自动的。
6. 倾斜卸料离心机
该过程是连续的,操作是自动的。
四、根据工艺使用情况
离心机可分为:过滤式离心机、卧螺式离心机。
五、按安装方式
它还可以分为垂直式、水平式、倾斜式、悬挂式和三脚式。
6. 根据国家标准和市场份额
接下来的四天
1. 三脚离心机
2. 卧式螺旋离心机
3. 圆盘分离器
4. 管式分离器
如何购买?
离心机的型号和类型很多,价格也相对较高。购买时,应根据实际工作需求进行选择。通常需要考虑以下因素:
(1)离心的目的,分析离心或制备离心;
(2)样品类型和数量,例如细胞、病毒或蛋白质,以及样品的大小。基于这些因素,决定购买分析型或制备型离心机;低速、高速或超高速;大容量、恒容量或微容量离心机。
(3)经济能力:确定型号时,应考虑制造商和价格。产品的价格和性能应保持一致。
(4)其他细节:例如离心机操作是否简单,维护是否方便,设计是否过时,易损件供应是否方便等。
(5)匹配问题:离心机不可能同时以低速、高速和超速运行。一般来说,超速离心机仅限于超速离心,不适用于高速离心,也不适用于低速离心,反之亦然。因此,购买超速离心机时,必须考虑高速离心机,否则无法发挥其优势。一般来说,低速和高速离心使用更为频繁,而超速离心机的利用率较低。超速离心机通常只在经常使用的实验室或考虑区域公共场所的场合购买。
确定离心机型号后,接下来就要选择合适的离心转子。主要考虑因素是样品容量和离心条件。通常情况下,会配备一个水平转子和一个角转子,或者一个大容量(相对低速)转子和一个小容量高速转子,以满足不同的工作需求。转子种类越多越好。因为离心转子种类繁多,很多都比较相似,而且超高速离心机的转子价格昂贵。如果全部匹配,价格会比离心机主机高出好几倍,而且没有必要。由于转子转速不同,价格差异很大。在转速方面,不建议一味追求最高转速,但应该配备离心机允许的最高转速的转子,否则会造成离心机的浪费。拥有两台离心机的单位可以考虑使用互补的转子型号来节省成本。
根据我国多年来离心机的使用经验,各类离心机均应由专业人员进行管理和维护。高速离心机和超高速离心机需要定期检查和维护。用户应详细记录实验状态和维护情况,以确保离心机的安全使用。高速和低速离心机操作简便,用户在阅读说明书并接受操作规程培训后即可自行操作。超高速离心机结构复杂,操作流程繁琐,使用不当容易发生事故,尤其需要对离心转子进行精心维护和使用。从国内多年的使用和管理经验来看,仪器的保管和操作是保证仪器处于良好状态的关键。管理人员和操作人员应接受培训,使其不仅熟悉操作,而且对仪器有深入的了解。

