當(dāng)含有細(xì)小顆粒的懸浮液靜置不動(dòng)時(shí),由于重力場(chǎng)的作用使得懸浮的顆粒逐漸下沉。粒子越重,下沉越快,反之密度比液體小的粒子就會(huì)上浮。微粒在重力場(chǎng)下移動(dòng)的速度與微粒的大小、形態(tài)和密度有關(guān),并且又與重力場(chǎng)的強(qiáng)度及液體的粘度有關(guān)。象紅血球大小的顆粒,直徑為數(shù)微米,就可以在通常重力作用下觀察到它們的沉降過(guò)程。
此外,物質(zhì)在介質(zhì)中沉降時(shí)還伴隨有擴(kuò)散現(xiàn)象。擴(kuò)散是無(wú)條件的的。擴(kuò)散與物質(zhì)的質(zhì)量成反比,顆粒越小擴(kuò)散越嚴(yán)重。而沉降是相對(duì)的,有條件的,要受到外力才能運(yùn)動(dòng)。沉降與物體重量成正比,顆粒越大沉降越快。對(duì)小于幾微米的微粒如病毒或蛋白質(zhì)等,它們?cè)谌芤褐谐赡z體或半膠體狀態(tài),僅僅利用重力是不可能觀察到沉降過(guò)程的。因?yàn)轭w粒越小沉降越慢,而擴(kuò)散現(xiàn)象則越嚴(yán)重。所以需要利用離心機(jī)產(chǎn)生強(qiáng)大的離心力,才能迫使這些微??朔U(kuò)散產(chǎn)生沉降運(yùn)動(dòng)。
通常,對(duì)于含有粒度大于0.01毫米顆粒的懸浮液,可選用過(guò)濾離心機(jī);對(duì)于懸浮液中顆粒細(xì)小或可壓縮變形的,則宜選用沉降離心機(jī);對(duì)于懸浮液含固體量低、顆粒微小和對(duì)液體澄清度要求高時(shí),應(yīng)選用分離機(jī)。
離心分離機(jī)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)將是強(qiáng)化分離性能、發(fā)展大型的離心分離機(jī)、改進(jìn)卸渣機(jī)構(gòu)、增加專(zhuān)用和組合轉(zhuǎn)鼓離心機(jī)、加強(qiáng)分離理論研究和研究離心分離過(guò)程化控制技術(shù)等。
實(shí)驗(yàn)室常用的是電動(dòng)離心機(jī)電動(dòng)離心機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度快,要注意,特別要防止在離心機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間,因不平衡或試管墊老化,而使離心機(jī)邊工作邊移動(dòng),以致從實(shí)驗(yàn)臺(tái)上掉下來(lái),或因蓋子未蓋,離心管因振動(dòng)而破裂后,玻璃碎片旋轉(zhuǎn)飛出,造成事故。因此使用離心機(jī)時(shí),必須注意以下操作。
(1)離心機(jī)套管底部要墊棉花或試管墊。
(2)電動(dòng)離心機(jī)如有噪音或機(jī)身振動(dòng)時(shí),應(yīng)立即切斷電源,即時(shí)排除故障。
(3)離心管必須對(duì)稱(chēng)放入套管中,防止機(jī)身振動(dòng),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(dòng)離心機(jī)時(shí),應(yīng)蓋上離心機(jī)頂蓋后,方可慢慢啟動(dòng)。
(5)分離結(jié)束后,先關(guān)閉離心機(jī),在離心機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)后,方可打開(kāi)離心機(jī)蓋,取出樣品,不可用外力強(qiáng)制其停止運(yùn)動(dòng)。
(6)離心時(shí)間一般1~2分鐘,在此期間,實(shí)驗(yàn)者不得離開(kāi)去做別的事。
在企業(yè)或院校研究機(jī)構(gòu)中,轉(zhuǎn)速在3000轉(zhuǎn)左右的低速實(shí)驗(yàn)離心機(jī)已經(jīng)比較常用,如315型過(guò)濾+沉降一體式實(shí)驗(yàn)離心機(jī),100型實(shí)驗(yàn)離心機(jī),200型實(shí)驗(yàn)離心機(jī)等。這些離心機(jī)設(shè)計(jì)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。