離心就是利用離心機轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的強大的離心力,加快液體中顆粒的沉降速度,把樣品中不同沉降系數(shù)和浮力密度的物質(zhì)分離開。
離心力(g)和轉(zhuǎn)速(rpm)之間的換算
離心力G和轉(zhuǎn)速RPM之間的換算其換算公式如下:
G=1.11×10^(-5)×R×(rpm)^2
其中,G為離心力,一般以g(重力加速度)的倍數(shù)來表示。
10^(-5) 即10的負五次方,(rpm)^2轉(zhuǎn)速的平方,R為半徑,單位為厘米。
例如,離心半徑為10厘米,轉(zhuǎn)速為8000RPM,其離心力為:
G=1.11*10(-5)*10*(8000)2=7104
即離心力為7104g.
而當離心力為8000g 時,其轉(zhuǎn)速應(yīng)為:8489即約為8500rpm。
分類標準
按分離因素Fr值分
可將離心機分為以下幾種型式:
1、常速離心機
Fr≤3500(一般為600~1200),這種離心機的轉(zhuǎn)速較低,直徑較大。
2、高速離心機
Fr=3500~50000,這種離心機的轉(zhuǎn)速較高,一般轉(zhuǎn)鼓直徑較小,而長度較長。
3、超高速離心機
Fr>50000,由于轉(zhuǎn)速很高(50000r/min以上),所以轉(zhuǎn)鼓做成細長管式。
分離因素Fr是指物料在離心力場中所受的離心力,與物料在重力場中所受到的重力之比值。
過濾離心機和沉降離心機,主要依靠加大轉(zhuǎn)鼓直徑來擴大轉(zhuǎn)鼓圓周上的工作面;分離機除轉(zhuǎn)鼓圓周壁外,還有附加工作面,如碟式分離機的碟片和室式分離機的內(nèi)筒,顯著增大了沉降工作面。
此外,懸浮液中固體顆粒越細則分離越困難,濾液或分離液中帶走的細顆粒會增加,在這種情況下,離心分離機需要有較高的分離因數(shù)才能有效地分離;懸浮液中液體粘度大時,分離速度減慢;懸浮液或乳濁液各組分的密度差大,對離心沉降有利,而懸浮液離心過濾則不要求各組分有密度差。
實驗室常用的是電動離心機電動離心機轉(zhuǎn)動速度快,要注意,特別要防止在離心機運轉(zhuǎn)期間,因不平衡或試管墊老化,而使離心機邊工作邊移動,以致從實驗臺上掉下來,或因蓋子未蓋,離心管因振動而破裂后,玻璃碎片旋轉(zhuǎn)飛出,造成事故。因此使用離心機時,必須注意以下操作。
(1)離心機套管底部要墊棉花或試管墊。
(2)電動離心機如有噪音或機身振動時,應(yīng)立即切斷電源,即時排除故障。
(3)離心管必須對稱放入套管中,防止機身振動,若只有一支樣品管另外一支要用等質(zhì)量的水代替。
(4)啟動離心機時,應(yīng)蓋上離心機頂蓋后,方可慢慢啟動。
(5)分離結(jié)束后,先關(guān)閉離心機,在離心機停止轉(zhuǎn)動后,方可打開離心機蓋,取出樣品,不可用外力強制其停止運動。
(6)離心時間一般1~2分鐘,在此期間,實驗者不得離開去做別的事。
在企業(yè)或院校研究機構(gòu)中,轉(zhuǎn)速在3000轉(zhuǎn)左右的低速實驗離心機已經(jīng)比較常用,如315型過濾+沉降一體式實驗離心機,100型實驗離心機,200型實驗離心機等。這些離心機設(shè)計合理,重心低,穩(wěn)定,在化工、食品、醫(yī)療等領(lǐng)域的前期試樣分析中得到了更大的應(yīng)用。