物质在介质中沉降时还伴随有扩散现象。扩散是无条件的的。扩散与物质的质量成反比,颗粒越小扩散越严重。而沉降是相对的,有条件的,要受到外力才能运动。沉降与物体重量成正比,颗粒越大沉降越快。对小于几微米的微粒如病毒或蛋白质等,它们在溶液中成胶体或半胶体状态,仅仅利用重力是不可能观察到沉降过程的。因为颗粒越小沉降越慢,而扩散现象则越严重。所以需要利用离心机产生强大的离心力,才能迫使这些微粒克服扩散产生沉降运动。离心就是利用离心机转子高速旋转产生的强大的离心力,加快液体中颗粒的沉降速度,把样品中不同沉降系数和浮力密度的物质分离开。
离心机分为以下型式:
1、间隙式离心机
其加料、分离、洗涤和卸渣等过程都是间隙操作,并采用人工、重力或机械方法卸渣,如三足式和上悬式离心机。
2、连续式离心机
其进料、分离、洗涤和卸渣等过程,有间隙自动进行和连续自动进行两种。
工业离心机诞生于欧洲,比如19世纪中叶,先后出现纺织品脱水用的三足式离心机,和制糖厂分离结晶砂糖用的上悬式离心机。这些早的离心机都是间歇操作和人工排渣的。由于卸渣机构的改进,20世纪30年代出现了连续操作的离心机,间歇操作离心机也因实现了自动控制而得到发展。工业用离心机按结构和分离要求,可分为过滤离心机、沉降离心机和分离机三类。
离心机有一个绕本身轴线高速旋转的圆筒,称为转鼓,通常由电动机驱动。悬浮液(或乳浊液)加入转鼓后,被迅速带动与转鼓同速旋转,在离心力作用下各组分分离,并分别排出。通常,转鼓转速越高,分离效果也越好。
悬浮液中固体颗粒越细则分离越困难,滤液或分离液中带走的细颗粒会增加,在这种情况下,离心分离机需要有较高的分离因数才能有效地分离;悬浮液中液体粘度大时,分离速度减慢;悬浮液或乳浊液各组分的密度差大,对离心沉降有利,而悬浮液离心过滤则不要求各组分有密度差。
强化分离性能包括提高转鼓转速;在离心分离过程中增加新的推动力;加快推渣速度;增大转鼓长度使离心沉降分离的时间延长等。发展大型的离心分离机,主要是加大转鼓直径和采用双面转鼓提高处理能力使处理单位体积物料的设备投资、能耗和维修费降低。理论研究方面,主要研究转鼓内流体流动状况和滤渣形成机理,研究小分离度和处理能力的计算方法。
守则
一. 离心机在预冷状态时,离心机盖关闭,离心结束后取出的转头要倒置于实验台上,擦干腔内余水,此时离心机盖处于打开状态。
二. 转头在预冷时转头盖可摆放在离心机的平台上,或摆放在实验台上,千万不可不拧紧浮放在转头上,因为一旦误启动,转头盖就会飞出,造成事故!
三. 转头盖在拧紧后一定要用手指触摸转头与转盖之间有无缝隙,如有缝隙要拧开重新拧紧,直至确认无缝隙方可启动离心机。
四. 在离心过程中,操作人员不得离开离心机室,一旦发生异常情况操作人员不能关电源(POWER),要按STOP。在预冷前要填写好离心机使用记录。
五. 不得使用伪劣的离心使管,不得用老化、变形、有裂纹的离心管。
六. 在节假日和晚间后一个使用离心机须例行安全检查后方能离去。
七. 在仪器使用过程中发生机器故障,部件损坏情况时要及时与生产厂家联系
离心过程中不得随意离开,应随时观察离心机上的仪表是否正常工作,如有异常的声音应立即停机检查,及时排除故障。每个转头各有其高允许转速和使用累积,使用转头时要查阅说明书,不得过速使用。每一转头都要有一份使用档案,记录累积的使用时间,若超过了该转头的高使用,则须按规定降速使用。
注意事项
1、为了确保安全和离心效果,仪器放置在坚固水平的台面上,工程塑料盖门上不得放置任何物品;样品对称放置,并在开机前确保已拧紧螺母。
2、使用前应检查转子是否有伤痕、腐蚀等现象,同时应对离心杯做裂纹、老化等方面的检查,发现有疑问立即停止使用,并与厂方联系;开机运转前请务必拧紧转头的压紧螺帽,以免高速旋转的转头飞出造成事故。
3、转速设定不得超过高转速,以确保机器安全运转。
4、使用中如果出现0.00或其他数字,机器不运转,应关机断电,10秒后重新开机,待所设转速显示后,再按运转键,机器将照常运转。
5、如需分离样品的比重超过1.2克/立方厘米,高转速N按下式修正:N=NMAX*(1.2/样品比重)1/2,NMAX=转子极限转速。
6、不得在机器运转过程中或转子未停稳的情况下打开盖门,以免发生事故。
7、离心杯等量灌注样品,切不要使转头在不平衡的状况下运行。
8、离心机一次运行好不要超过60分钟。
9、离心机可靠接地;机器不使用,请拔掉电源插头。