離心就是利用離心機(jī)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的強(qiáng)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(kāi)。
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(lái)表示。
10^(-5) 即10的負(fù)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(dāng)離心力為8000g 時(shí),其轉(zhuǎn)速應(yīng)為:8489即約為8500rpm。
分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)
按分離因素Fr值分
可將離心機(jī)分為以下幾種型式:
1、常速離心機(jī)
Fr≤3500(一般為600~1200),這種離心機(jī)的轉(zhuǎn)速較低,直徑較大。
2、高速離心機(jī)
Fr=3500~50000,這種離心機(jī)的轉(zhuǎn)速較高,一般轉(zhuǎn)鼓直徑較小,而長(zhǎng)度較長(zhǎng)。
3、超高速離心機(jī)
Fr>50000,由于轉(zhuǎn)速很高(50000r/min以上),所以轉(zhuǎn)鼓做成細(xì)長(zhǎng)管式。
分離因素Fr是指物料在離心力場(chǎng)中所受的離心力,與物料在重力場(chǎng)中所受到的重力之比值。
過(guò)濾離心機(jī)和沉降離心機(jī),主要依靠加大轉(zhuǎn)鼓直徑來(lái)擴(kuò)大轉(zhuǎn)鼓圓周上的工作面;分離機(jī)除轉(zhuǎn)鼓圓周壁外,還有附加工作面,如碟式分離機(jī)的碟片和室式分離機(jī)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(xì)則分離越困難,濾液或分離液中帶走的細(xì)顆粒會(huì)增加,在這種情況下,離心分離機(jī)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(shí),分離速度減慢;懸浮液或乳濁液各組分的密度差大,對(duì)離心沉降有利,而懸浮液離心過(guò)濾則不要求各組分有密度差。
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。