Centrifūgu plaši izmanto ķīmijas, naftas, pārtikas, farmācijas, minerālu pārstrādes, ogļu, ūdens attīrīšanas un kuģu būves nozarēs. 1. Centrifūgu klasifikācija
Centrifūgas galvenokārt iedala filtru centrifūgās un sedimentācijas centrifūgās.
Filtra centrifūgas galvenais princips ir paātrināt šķidro fāzi cietā-šķidruma maisījumā no cilindra ar centrbēdzes spēku, ko rada ātrgaitas rotējošais centrbēdzes cilindrs (ar atbilstošu filtra materiālu), vienlaikus atstājot cieto fāzi bungas. , Lai panāktu cieto vielu un šķidrumu atdalīšanas efektu jeb plaši pazīstamu kā dehidratāciju.
Dekantera centrifūgas galvenais princips ir paātrināt dažādu īpatnējā svara komponentu (cietās fāzes vai šķidrās fāzes) sedimentācijas ātrumu sajauktajā šķidrumā, izmantojot spēcīgu centrbēdzes spēku, ko rada rotora ātrgaitas rotācija, un atdalīt vielas ar atšķirīgu sedimentācijas koeficientu un peldspējas blīvumu paraugā. 2. Laboratorijas centrifūga
Eksperimentālā centrifūga ir instruments, kas izmanto rotējoša rotora radīto centrbēdzes spēku, lai atdalītu vielas ar atšķirīgu blīvumu un dažādu daļiņu izmēru suspensijā vai emulsijā, vai analizē vienlaikus ar atdalīšanu.
Klasifikācija: Laboratorijās plaši izmantotās elektriskās centrifūgas ir zema ātruma, liela ātruma centrifūgas, zema ātruma, liela ātruma atdzesētas centrifūgas un īpaši ātras analīzes un sagatavošanas divējāda lietojuma atdzesētas centrifūgas. To vidū visplašāk tiek izmantotas zema ātruma (tostarp lielas ietilpības) centrifūgas un ātrgaitas dzesēšanas centrifūgas. 2.1 Zema ātruma centrifūga
Zema ātruma centrifūga ir parasts instruments, ko izmanto centrbēdzes izgulsnēšanai laboratorijā. Tā priekšrocības ir stabila veiktspēja, elastīga lietošana, augsta uzticamība un vienkārša apkope. To plaši izmanto klīniskajā medicīnā, bioķīmijā, imunoloģijā, asins stacijās un citās jomās. Zema ātruma centrifūgai ir vienkārša uzbūve, un to var iedalīt divos veidos: mazā galddatora un grīdas tipa. Tas ir aprīkots ar piedziņas motoru, ātruma regulatoru, taimeri un citām ierīcēm, kuras ir viegli darbināmas.
Zema ātruma centrifūgas ātrums parasti nepārsniedz 4000 apgr./min, ātrums parasti nepārsniedz 4000 apgr./min, un maksimālā jauda ir 2-4L. Laboratoriju visbiežāk izmanto liela apjoma bioloģisko makromolekulu un nogulumu primārajai atdalīšanai un ekstrakcijai.
Laboratorijas centrifūgas darbības princips
Centrbēdzes darbības laikā centrifūgas tvertni, kurā ir vienāds daudzums testa vīna, simetriski novieto piekārtajā krūzē ap rotoru, un testa vīnu atdala centrbēdzes spēks, ko rada motora un rotora ātrgaitas rotācija. Relatīvais centrbēdzes spēks (RCF) ir atkarīgs no parauga griešanās rādiusa centrifugēšanas laikā un ātruma n. Tās aprēķina formula ir šāda:
RCF=l.U8X10-5Xn2Xr (Xg) (1)
formula:
n ir ātrums (r/min)
r Rotācijas rādiuss (cm)
ga gravitācijas paātrinājuma vienība (9,8 ņūtoni/kg)
Laiku T, kas vajadzīgs daļiņu atdalīšanai un izgulsnēšanai jauktā vīnā, aprēķina pēc šādas formulas:
T=21. 4X(lnRmax-lnRmin)|^ (min) (2)
n2 r 2(0-P)
formula:
P sajaukts gandrīz šķidrs blīvums (g/cm3)
K-jauktā vīna viskozitāte (P)
n Ātrums (r/min)
r Rotora rādiuss (cm)
. Daļiņu blīvums (g/cm3)
Rmax Horizontālais attālums no centrbēdzes testa šķīduma apakšas līdz asij (cm)
Laboratorijas centrifūgas darbība un lietošanas process
L galda ātrgaitas centrifūgas darba galdam jābūt līdzenam un stingram, un darba telpai jābūt kārtīgai un tīrai, sausai un labi vēdināmai.
Pārbaudiet, vai mazā ātruma centrifūgas ātruma regulēšanas poga ir nulles pozīcijā, vai ārējā caurule ir neskarta un vai tai ir gumijas paliktnis.
Atveriet centrbēdzes vāku un notīriet iekšējo dobumu un rotoru.
Pārnesiet centrifugēto materiālu piemērotā centrifūgas mēģenē, tā daudzumam jāatrodas 1–2 cm attālumā no sirds mēģenes atveres, lai centrifugēšanas laikā tas netiktu izmests.
Novietojiet centrifugējamo centrifūgas mēģeni uz platformas skalas, lai līdzsvarotu, un novietojiet līdzsvaroto mēģeni uz centrifūgas šķērsrotora simetriskas pozīcijas.
Aizveriet vāku un ieslēdziet strāvu.
Iestatiet laiku.
Izvēlieties centrbēdzes ātrumu, pēc tam, kad centrifūga pati pārstāj griezties, atveriet vāku, lai izvadītu centrifugēto paraugu.
Piesardzības pasākumi laboratorijas centrifūgām
Pašlaik laboratorijās parasti izmanto elektriskās centrifūgas. Elektrisko centrifūgu rotācijas ātrums ir ātrs. Pievērsiet uzmanību drošībai. Jo īpaši novērsiet centrifūgas pārvietošanos darba laikā nelīdzsvarotības vai mēģenes paliktņa novecošanas dēļ centrifūgas darbības laikā. Kad centrifūgas caurule tika saplīsusi vibrācijas dēļ, centrifūgas mēģenei nokrītot no testēšanas stenda vai neaizsedzot vāku, stikla lauskas izskrēja ārā, izraisot negadījumu. Tāpēc, izmantojot centrifūgu, jums jāpievērš uzmanība šādām darbībām:
(1) Gaoxin iekārtas korpusa apakšā ir kokvilnas vai mēģenes paliktnis; vienmēr pārbaudiet, vai eksperimentā izmantotajā rotorā un centrifūgas caurulē nav plaisu, novecošanas utt., ja ir kāds savienojums, tas ir jānomaina savlaicīgi.
(2) Ja elektriskā centrifūga ir trokšņaina vai korpuss vibrē, nekavējoties jāpārtrauc strāvas padeve un savlaicīgi jānovērš kļūme.
Laboratorijas centrifūgu apkope
Nenovietojiet uz centrifūgas vāka nekādus materiālus. Pēc katras lietošanas reizes noteikti iztīriet iekšējo dobumu un rotoru.
Ja darbvirsmas ātrgaitas centrifūga nav lietota ilgu laiku, pirms lietošanas centrifūgas vāks uz noteiktu laiku jāatver un iekšējais dobums jāizžāvē.
Tas ir normāli, ja pēc ilgstošas lietošanas centrifūga nolietojas.
Pēc lietošanas nekavējoties atstājiet centrifūgas mēģeni.
Pamatzināšanas par centrifūgu
Centrifūga, atkarībā no darba slodzes, galvenokārt tiek izvēlēta no diviem aspektiem: ātruma un jaudas. Tālāk ir sniegts detalizēts ievads par vairākām centrifūgām.
⑴ Rotācijas ātrums: centrifūga ir sadalīta zema ātruma centrifūgā (.0000 apgr./min.), ātrgaitas centrifūgā (10000 apgr./min.-30000 apgr./min.) un īpaši ātrgaitas centrifūgā (> ;30000 apgr./min.) atbilstoši maksimālajam ātrumam. , Katrai centrifūgai ir nominālais maksimālais ātrums. Maksimālais ātrums attiecas uz ātrumu bez slodzes, bet maksimālais ātrums mainās atkarībā no rotora veida un parauga lieluma. Piemēram: centrifūgas nominālais ātrums ir 16000 apgr./min., kas nozīmē, ka rotors griežas 16000 reižu minūtē, ja nav slodzes. Pēc parauga pievienošanas ātrums noteikti būs mazāks par 16000 apgr./min. Arī maksimālais ātrums ir atšķirīgs (1) Viena importētā centrifūga var būt aprīkota ar vairākiem rotoriem), izvēlētās centrifūgas maksimālais ātrums ir lielāks par mērķa ātrumu. Piemēram: mērķa ātrums ir 16000 apgr./min., izvēlētās centrifūgas maksimālajam ātrumam jābūt lielākam par 16000 apgr./min.
(2) Temperatūra: daži paraugi (piemēram, olbaltumvielas, šūnas utt.) tiks iznīcināti augstas temperatūras vidē, tāpēc jums jāizvēlas atdzesēta centrifūga. Atdzesētai centrifūgai ir nominālais temperatūras diapazons. Kad centrifūga darbojas ar lielu ātrumu, centrifūgas radītais siltums tiek līdzsvarots ar centrifūgas saldēšanas sistēmu noteiktā temperatūrā (parasti atdzesētā centrifugēšanai paredzētie paraugi jāuzglabā 3P ~ 8°C). Konkrētais daudzums ir saistīts arī ar rotoru, piemēram, centrifūgu. Nominālais temperatūras diapazons ir -10P ~ 60°C. Ja ir uzstādīts horizontālais rotors, tas var sasniegt aptuveni 37%, kad tas griežas. Ja tas ir leņķa rotors, tas var sasniegt tikai aptuveni 7P.
(3) Ietilpība: cik parauga mēģenes katru reizi ir jācentrifugē? Cik liela ietilpība ir nepieciešama katrai parauga caurulei? Šie faktori nosaka centrifūgas kopējo jaudu. Vienkārši sakot, kopējā centrifūgas jauda=katras centrifūgas mēģenes jauda X centrifūgas mēģenes skaits. Kopējā jauda atbilst darba slodzes lielumam.
14) Rotors: ir divi galvenie centrifūgu rotoru veidi. Horizontālais rotors: piekārtais grozs darbības laikā atrodas horizontālā stāvoklī un ir taisnā leņķī pret vārpstu. Paraugs koncentrē nogulsnes centrifūgas caurules apakšā: Leņķa rotors: centrifūgas tvertne un vārpsta atrodas fiksētā leņķī, paraugs koncentrē nogulsnes centrifūgas caurules apakšā un sānu sienā netālu no apakšas. Ja vēlaties, lai atdalītie paraugi koncentrētos centrifūgas mēģenes apakšā, izvēlieties horizontālu rotoru. Ja vēlaties, lai paraugs koncentrētos uz centrifūgas mēģenes apakšu un sānu malu tuvu apakšai, izvēlieties leņķisko rotoru.
Ir arī daži īpaši testi vai īpaši paraugi, kuriem nepieciešami īpaši rotori, piemēram: lielas ietilpības piekaramie grozi (pārsvarā tiek izmantoti asins stacijās), enzīmu plākšņu rotori, stikla priekšmetstikliņu rotori, PCR rotori, mēģenes statņu rotori, kapilāru rotori utt. Rotoram ir fiksēta specifikācija, kas ir apvienota ar centrifūgas jaudu, piemēram, 36X5 ml leņķa rotors, kas nosaka rotora tipu un centrifūgas jaudu, tāpēc rotora izvēle ir ļoti svarīga.
⑸Vadības sistēma: Visas augstākās klases centrifūgas izmanto mikrodatoru vadības sistēmas. Šīs vadības sistēmas var ne tikai nodrošināt drošu centrifūgas darbību, bet arī automātiski izpildīt uzdevumus. Daudzām centrifūgām tagad ir labākas humanizētas vadības sistēmas. Piemēram: rotora identifikācijas funkcija, drošības bloķēšanas funkcija, kļūdas uzvednes funkcija, paātrinājuma un palēninājuma līkne utt.
Papildus iepriekš minētajiem punktiem mums jāpievērš uzmanība dažām detaļām un nepieciešamajiem piederumiem. Galvenā centrifūgas sastāvdaļa ir motors. Motors ir sadalīts motorā ar oglekļa suku un bezsuku motorā. Iepriekšējais ir likvidēts. Lielākā daļa centrifūgu tagad ir bezsuku motori, un dažiem motoriem ir arī bremžu funkcija.
Atdzesētās centrifūgas atšķiras arī saldēšanas ziņā. Pašreizējā videi draudzīgā tehnoloģija, protams, ir dzesēšana bez CFC. Turklāt ir jāņem vērā trokšņa problēma un jāmēģina izvēlēties zema trokšņa līmeņa centrifūgu, lai uzturētu komfortablu eksperimentālo vidi.
Esiet piesardzīgs attiecībā uz piederumiem. Dažos eksperimentos ir jāizmanto īpašas centrifūgas caurules (centrifugē toksiskus paraugus vai paraugus, kuriem nepieciešama īpaši liela centrifugēšana). Šādām centrifūgas caurulēm jābūt aprīkotām ar atbilstošām uzmavām, lai tās būtu drošākas.
Atšķirība starp centrifūgām dažādiem eksperimentiem
①Parastās (bez ledusskapja) centrifūgas Šāda veida centrifūgām ir salīdzinoši vienkārša uzbūve, un tās var iedalīt divos veidos: mazā galddatorā un uz grīdas. Tas ir aprīkots ar motoru, ātruma regulatoru, taimeri utt., un ir viegli lietojams. Zema ātruma centrifūgas ātrums parasti nepārsniedz 4000 apgr./min, un galda ātrgaitas centrifūgas maksimālais ātrums var sasniegt 18000 apgr./min.
② Zema ātruma atdzesētas centrifūgas ātrums parasti nepārsniedz 4000 apgr./min, un maksimālā jauda ir 2 ~ 4L. To visbiežāk izmanto laboratorijā attiecīgi lielam skaitam primāro bioloģisko makromolekulu, nogulumu utt. Tā kārta
Ir divu veidu centrifūgas caurules, kas ir izgatavotas no alumīnija sakausējuma, plakana tipa un leņķa tipa, ar cietu stiklu, polietilēna cieto plastmasu un nerūsējošā tērauda caurulēm. Centrifūga ir aprīkota ar motoru, taimeri un regulatoru
(Ātruma indikators) un saldēšanas sistēma (temperatūras regulēšanas diapazons ir -20 ^+40 septiņi), atkarībā no centrbēdzes materiāla nepieciešamības var mainīt dažādas jaudas un dažāda veida ātruma rotoru.
®Ātrgaitas atdzesētas centrifūgas ātrums var sasniegt vairāk nekā 20 000 apgr./min. Papildus zema ātruma atdzesētas centrifūgas veiktspējai un struktūrai ātrgaitas centrifūgā izmantotie leņķa rotori ir izgatavoti no titāna sakausējuma un alumīnija sakausējuma. Centrifūgas caurule ir izgatavota no cietas polietilēna plastmasas ar vāku. Šāda veida centrifūgas galvenokārt izmanto, lai savāktu mikroorganismus, šūnu atliekas, šūnas, lielus organellus, sērskābes nogulsnes un imunoprecipitātus.
@Ultracifūgas rotācijas ātrums var sasniegt vairāk nekā 30 000 apgr./min, kas var klasificēt subcelulārus orgānus un izmantot olbaltumvielu un nukleīnskābju molekulmasas noteikšanai. Rotors ir izgatavots no augstas stiprības titāna sakausējuma, ko var mainīt ar dažādu jaudu un dažāda veida ātruma rotoriem atbilstoši prasībām. Ir divu veidu ultracentrifūgas motori, viens ir tiešais frekvences modulētā motora paātrinājums, bet otrs ir ātruma palielināšana, izmantojot mainīga ātruma pārnesumkārbu. Lai izvairītos no motora siltuma rašanās ātrgaitas darbības laikā, tiek uzstādīta dzesēšanas motora sistēma (gaisa dzesēšana, ūdens dzesēšana), ātruma ierobežotājs, taimeris, ātruma reģistrators u.c. Turklāt ultracentrifūga ir aprīkota arī ar vakuuma sistēmu.