Centrifuga plačiai naudojama chemijos, naftos, maisto, farmacijos, mineralų perdirbimo, anglies, vandens valymo ir laivų statybos sektoriuose. 1. Centrifugų klasifikacija
Centrifugos daugiausia skirstomos į filtravimo centrifugas ir sedimentacines centrifugas.
Pagrindinis filtro centrifugos principas yra pagreitinti kieto ir skysčio mišinio skystąją fazę iš būgno išcentrine jėga, kurią sukuria dideliu greičiu besisukantis išcentrinis būgnas (su atitinkama filtro medžiaga), o kietoji fazė paliekama būgno viduje. būgnas. , Norint pasiekti kietųjų medžiagų ir skysčių atskyrimo efektą arba paprastai vadinamą dehidratacija.
Pagrindinis dekanterio centrifugos principas yra pagreitinti skirtingų specifinio sunkumo komponentų (kietos fazės arba skystosios fazės) nusėdimo greitį mišraus skysčio, naudojant stiprią išcentrinę jėgą, kurią sukuria rotoriaus sukimasis dideliu greičiu, ir atskirti medžiagos, turinčios skirtingus sedimentacijos koeficientus ir plūdrumo tankį mėginyje. 2. Laboratorinė centrifuga
Eksperimentinė centrifuga – tai prietaisas, kuris naudoja besisukančio rotoriaus generuojamą išcentrinę jėgą, kad atskirtų skirtingo tankio ir skirtingo dalelių dydžio medžiagas suspensijoje ar emulsijoje arba analizuoja tuo pačiu metu kaip ir atskyrimas.
Klasifikacija: Laboratorijose dažniausiai naudojamos elektrinės centrifugos yra mažo greičio, didelio greičio centrifugos, mažo greičio, didelio greičio šaldomos centrifugos ir itin greitos analizės bei paruošimo dvejopo naudojimo šaldomos centrifugos. Tarp jų plačiausiai naudojamos mažo greičio (įskaitant didelės talpos) centrifugos ir greitaeigiosios šaldomosios centrifugos. 2.1 Mažo greičio centrifuga
Mažo greičio centrifuga yra įprastas instrumentas, naudojamas išcentriniam nusodinimui laboratorijoje. Jo pranašumai yra stabilus veikimas, lankstus naudojimas, didelis patikimumas ir lengva priežiūra. Jis plačiai naudojamas klinikinėje medicinoje, biochemijoje, imunologijoje, kraujo stotyse ir kitose srityse. Mažo greičio centrifuga yra paprastos konstrukcijos ir gali būti suskirstyta į du tipus: mažą stalinį ir grindų tipą. Jame yra varomasis variklis, greičio reguliatorius, laikmatis ir kiti įrenginiai, kuriuos lengva valdyti.
Mažo greičio centrifugos greitis paprastai neviršija 4000 aps / min, greitis paprastai neviršija 4000 aps / min, o didžiausia talpa yra 2-4L. Laboratorija dažniausiai naudojama pirminiam didelių kiekių biologinių makromolekulių ir nuosėdų atskyrimui ir išgavimui.
Laboratorinės centrifugos veikimo principas
Atliekant išcentrinį veikimą, centrifugos talpykla, kurioje yra toks pat kiekis bandomojo vyno, simetriškai dedamas į kabantį puodelį aplink rotorių, o bandomasis vynas atskiriamas išcentrinės jėgos, sukuriamos dideliu greičiu sukantis varikliui ir rotoriui. Santykinė išcentrinė jėga (RCF) priklauso nuo mėginio sukimosi spindulio centrifuguojant ir greičio n. Jo apskaičiavimo formulė yra tokia:
RCF=l.U8X10-5Xn2Xr (Xg) (1)
formulė:
n reiškia greitį (r/min)
r Sukimosi spindulys (cm)
ga gravitacinio pagreičio vienetas (9,8 niutono/kg)
Laikas T, reikalingas mišraus vyno dalelėms atskirti ir nusodinti, apskaičiuojamas pagal šią formulę:
T=21. 4X(lnRmax-lnRmin)|^ (min) (2)
n2 r 2(0-P)
formulė:
P mišrus beveik skystas tankis (g/cm3)
K-mišraus vyno klampumas (P)
n Greitis (r/min)
r Rotoriaus spindulys (cm)
. Dalelių tankis (g/cm3)
Rmax Horizontalus atstumas nuo išcentrinio bandomojo tirpalo dugno iki ašies (cm)
Laboratorinės centrifugos veikimo ir naudojimo procesas
Stalinės didelės spartos centrifugos L darbo stalas turi būti plokščias ir tvirtas, o darbo kambarys – tvarkingas ir švarus, sausas ir gerai vėdinamas.
Patikrinkite, ar mažo greičio centrifugos greičio reguliavimo rankenėlė yra nulinėje padėtyje, ar nepažeistas išorinis vamzdelis ir ar jame yra guminis padas.
Atidarykite išcentrinį dangtelį ir nuvalykite vidinę ertmę bei rotorių.
Perkelkite centrifuguotą medžiagą į tinkamą centrifugos mėgintuvėlį, kiekis turi būti 1–2 cm atstumu nuo širdies vamzdelio angos, kad centrifuguojant neišmestų.
Centrifuguotiną mėgintuvėlį padėkite ant platforminės svarstyklės, kad subalansuotumėte, ir padėkite subalansuotą mėgintuvėlį ant simetriškos centrifugos skersinio rotoriaus padėties.
Uždarykite dangtelį ir įjunkite maitinimą.
Nustatykite laiką.
Pasirinkite išcentrinį greitį, centrifugai nustojus suktis pati, atidarykite dangtelį, kad išleistumėte centrifuguotą mėginį.
Atsargumo priemonės laboratorinėms centrifugoms
Šiuo metu laboratorijose dažniausiai naudojamos elektrinės centrifugos. Elektrinių centrifugų sukimosi greitis yra didelis. Atkreipkite dėmesį į saugumą. Ypač saugokite, kad centrifuga nejudėtų darbo metu dėl mėgintuvėlio padėklo disbalanso arba senėjimo centrifugos veikimo metu. Kai centrifugos mėgintuvėlis nutrūko dėl vibracijos, kai centrifugos mėgintuvėlis nukrito nuo bandymų stendo arba neuždengtas dangtelis, stiklo šukės išsisuko ir sukėlė avariją. Todėl, naudodami centrifugą, turite atkreipti dėmesį į šias operacijas:
(1) Gaoxin mašinos korpuso apačioje yra medvilnės arba mėgintuvėlio padėklas; visada patikrinkite, ar eksperimente naudojamas rotorius ir centrifugos vamzdis nėra įtrūkę, pasenę ir pan., jei yra koks nors ryšys, jį reikia laiku pakeisti.
(2) Jei elektrinė centrifuga yra triukšminga arba kūnas vibruoja, maitinimas turi būti nedelsiant nutrauktas ir gedimas turi būti laiku pašalintas.
Laboratorinių centrifugų priežiūra
Nedėkite jokių medžiagų ant centrifugos dangčio. Po kiekvieno naudojimo būtinai išvalykite vidinę ertmę ir rotorių.
Jei stalinė didelės spartos centrifuga buvo nenaudojama ilgą laiką, prieš naudojant centrifugos dangtį reikia kuriam laikui atidaryti, o vidinę ertmę išdžiovinti.
Normalu, kad po ilgo naudojimo centrifuga susidėvi.
Po naudojimo nedelsdami palikite centrifugos mėgintuvėlį.
Pagrindinės žinios apie centrifugą
Centrifuga, atsižvelgiant į darbo krūvio dydį, daugiausia parenkama iš dviejų aspektų: greičio ir talpos. Toliau pateikiamas išsamus kelių sveiko proto centrifugų įvadas:
⑴ Sukimosi greitis: centrifuga skirstoma į mažo greičio centrifugą (0,0000 aps./min.), didelio greičio centrifugą (1 0000 aps./min.–30.000 aps./min.) ir itin didelio greičio centrifugą (> ;30000 aps./min.) pagal maksimalų greitį. , Kiekviena centrifuga turi didžiausią vardinį greitį. Didžiausias greitis reiškia greitį be apkrovos, tačiau didžiausias greitis priklauso nuo rotoriaus tipo ir mėginio dydžio. Pavyzdžiui: nominalus centrifugos greitis yra 16000 aps./min., o tai reiškia, kad rotorius sukasi 16000 kartų per minutę, kai nėra apkrovos. Pridėjus pavyzdį, greitis tikrai bus mažesnis nei 16000 aps./min. Skiriasi ir maksimalus greitis (1) Vienoje importuotoje centrifugoje gali būti keli rotoriai), maksimalus pasirinktos centrifugos greitis yra didesnis už tikslinį greitį. Pavyzdžiui: tikslinis greitis yra 16000 aps./min., maksimalus pasirinktos centrifugos greitis turi būti didesnis nei 16000 aps./min.
(2) Temperatūra: kai kurie mėginiai (pvz., baltymai, ląstelės ir kt.) bus sunaikinti aukštos temperatūros aplinkoje, todėl turite pasirinkti šaldomą centrifugą. Šaldoma centrifuga turi vardinį temperatūros diapazoną. Kai centrifuga veikia dideliu greičiu, centrifugos skleidžiama šiluma yra subalansuota su centrifugos šaldymo sistema tam tikroje temperatūroje (paprastai šaldymo centrifugavimui skirtus mėginius reikia laikyti 3P–8 °C temperatūroje). Konkretus kiekis taip pat susijęs su rotoriumi, pavyzdžiui, centrifuga. Vardinis temperatūros diapazonas yra -10P ~ 60°C. Sumontavus horizontalųjį rotorių, besisukantis jis gali siekti apie 37%. Jei tai kampinis rotorius, jis gali siekti tik apie 7P.
(3) Talpa: kiek mėginių mėgintuvėlių reikia centrifuguoti kiekvieną kartą? Kokios talpos reikia kiekvienam mėginio vamzdeliui? Šie veiksniai lemia bendrą centrifugos talpą. Paprasčiau tariant, bendra centrifugos talpa=kiekvieno centrifugos mėgintuvėlio talpa X centrifugos mėgintuvėlių skaičius. Bendras pajėgumas atitinka darbo krūvio dydį.
14) Rotorius: Yra du pagrindiniai centrifugų rotorių tipai. Horizontalus rotorius: pakabinamas krepšys veikimo metu yra horizontalioje padėtyje ir yra stačiu kampu į veleną. Mėginys koncentruoja nuosėdas centrifugos mėgintuvėlio apačioje: Kampinis rotorius: centrifugos talpykla ir velenas yra fiksuotu kampu. Mėginys sukoncentruoja nuosėdas centrifugos vamzdelio apačioje ir šoninėje sienelėje prie dugno. Jei norite, kad atskirti mėginiai susikauptų centrifugos mėgintuvėlio apačioje, pasirinkite horizontalų rotorių. Jei norite, kad mėginys būtų sutelktas centrifugos mėgintuvėlio apačioje ir šoninėje sienelėje prie dugno, pasirinkite kampinį rotorių.
Taip pat yra keletas specialių tyrimų ar specialių mėginių, kuriems reikalingi specialūs rotoriai, pvz.: didelės talpos pakabinami krepšeliai (dažniausiai naudojami kraujo stotyse), fermentinių plokštelių rotoriai, stiklinių stiklelių rotoriai, PGR rotoriai, mėgintuvėlių stovo rotoriai, kapiliariniai rotoriai ir kt. Rotorius turi fiksuotą specifikaciją, kuri derinama su centrifugos talpa, pvz., 36X5 ml kampinis rotorius, kuris lemia rotoriaus tipą ir centrifugos talpą, todėl rotoriaus pasirinkimas yra labai svarbus.
⑸Valdymo sistema: visose aukščiausios klasės centrifugose yra mikrokompiuterių valdymo sistemos. Šios valdymo sistemos gali ne tik užtikrinti saugų centrifugos darbą, bet ir atlikti užduotis automatiškai. Daugelyje centrifugų dabar yra geresnės humanizuotos valdymo sistemos. Pavyzdžiui: rotoriaus identifikavimo funkcija, saugos užrakto funkcija, gedimo raginimo funkcija, pagreičio ir lėtėjimo kreivė ir kt.
Be minėtų punktų, turime atkreipti dėmesį į kai kurias detales ir būtinus priedus. Pagrindinis centrifugos komponentas yra variklis. Variklis yra padalintas į variklį su anglies šepetėliu ir bešepetį variklį. Pirmasis buvo pašalintas. Dauguma centrifugų dabar yra varikliai be šepetėlių, o kai kurie varikliai taip pat turi stabdžių funkciją.
Šaldomos centrifugos skiriasi ir šaldymo požiūriu. Dabartinė aplinkai nekenksminga technologija, žinoma, yra šaldymas be CFC. Be to, reikia atsižvelgti į triukšmo problemą ir pabandyti pasirinkti žemo triukšmo centrifugą, kad būtų išlaikyta patogi eksperimentinė aplinka.
Būkite atsargūs dėl priedų. Kai kuriems eksperimentams reikia naudoti specialius centrifugavimo mėgintuvėlius (centrifuguoti toksiškus mėginius arba mėginius, kuriems reikia centrifuguoti itin dideliu greičiu). Tokiuose centrifugavimo mėgintuvėliuose turi būti atitinkamos movos, kad jie būtų saugesni.
Skirtumas tarp centrifugų skirtingiems eksperimentams
①Įprastos (nešaldomos) centrifugos Šio tipo centrifugos yra gana paprastos struktūros ir jas galima suskirstyti į du tipus: mažas stalines ir ant grindų stovinčias. Jame yra variklis, greičio reguliatorius, laikmatis ir kt., jį lengva valdyti. Mažo greičio centrifugos greitis paprastai neviršija 4000 aps./min., o didžiausias greitaeigės centrifugos greitis gali siekti 18000 aps./min.
② Mažo greičio šaldomos centrifugos greitis paprastai neviršija 4000 aps./min., o didžiausia talpa yra 2 ~ 4 l. Laboratorijoje jis dažniausiai naudojamas daugybei pirminių biologinių makromolekulių, nuosėdų ir tt, atitinkamai. Jo eilė
Yra dviejų tipų centrifuginiai vamzdeliai, pagaminti iš aliuminio lydinio, plokščio ir kampinio tipo, su kieto stiklo, polietileno kieto plastiko ir nerūdijančio plieno vamzdeliais. Centrifugoje yra variklis, laikmatis ir reguliatorius
(Greičio indikatorius) ir šaldymo sistema (reguliuojamo temperatūros diapazonas yra -20^+40septyni), atsižvelgiant į išcentrinės medžiagos poreikį, galima keisti skirtingo galingumo ir skirtingo greičio rotorių.
® Didelio greičio šaldomos centrifugos greitis gali siekti daugiau nei 20 000 aps./min. Be mažo greičio šaldomos centrifugos veikimo ir struktūros, greitaeigėje centrifugoje naudojami kampiniai rotoriai yra pagaminti iš titano lydinio ir aliuminio lydinio. Centrifugos vamzdelis pagamintas iš kieto polietileno plastiko su dangteliu. Šio tipo centrifugos dažniausiai naudojamos mikroorganizmams, ląstelių nuolaužoms, ląstelėms, stambioms organelėms, sieros rūgšties nuosėdoms ir imunoprecipitatams surinkti.
Ultracentrifugos sukimosi greitis gali siekti daugiau nei 30 000 aps./min., todėl galima klasifikuoti tarpląstelinius organus ir būti naudojamas baltymų ir nukleorūgščių molekulinei masei nustatyti. Rotorius pagamintas iš didelio stiprumo titano lydinio, kuris gali būti keičiamas skirtingos talpos ir skirtingų tipų greičio rotoriais pagal reikalavimus. Yra dviejų tipų ultracentrifuginiai varikliai, vienas yra tiesioginis dažnio moduliuoto variklio greitis, o kitas - greitis per kintamo greičio pavarų dėžę. Siekiant išvengti variklio šilumos susidarymo dirbant dideliu greičiu, sumontuota aušinimo variklio sistema (oru, vandeniu), greičio ribotuvas, laikmatis, greičio registratorius ir kt. Be to, ultracentrifugoje taip pat yra vakuuminė sistema.
