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。
离心力(g)和转速(rpm)之间的换算
离心力G和转速RPM之间的换算其换算公式如下:
G=1.11×10^(-5)×R×(rpm)^2
其中,G为离心力,一般以g(重力加速度)的倍数来表示。
10^(-5) 即10的负五次方,(rpm)^2转速的平方,R为半径,单位为厘米。
例如,离心半径为10厘米,转速为8000RPM,其离心力为:
G=1.11*10(-5)*10*(8000)2=7104
即离心力为7104g.
而当离心力为8000g 时,其转速应为:8489即约为8500rpm。
分类标准
按分离因素Fr值分
可将离心机分为以下几种型式:
1、常速离心机
Fr≤3500(一般为600~1200),这种离心机的转速较低,直径较大。
2、高速离心机
Fr=3500~50000,这种离心机的转速较高,一般转鼓直径较小,而长度较长。
3、超高速离心机
Fr>50000,由于转速很高(50000r/min以上),所以转鼓做成细长管式。
分离因素Fr是指物料在离心力场中所受的离心力,与物料在重力场中所受到的重力之比值。
过滤离心机和沉降离心机,主要依靠加大转鼓直径来扩大转鼓圆周上的工作面;分离机除转鼓圆周壁外,还有附加工作面,如碟式分离机的碟片和室式分离机的内筒,显著增大了沉降工作面。
此外,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。
实验室常用的是电动离心机电动离心机转动速度快,要注意,特别要防止在离心机运转期间,因不平衡或试管垫老化,而使离心机边工作边移动,以致从实验台上掉下来,或因盖子未盖,离心管因振动而破裂后,玻璃碎片旋转飞出,造成事故。因此使用离心机时,必须注意以下操作。
(1)离心机套管底部要垫棉花或试管垫。
(2)电动离心机如有噪音或机身振动时,应立即切断电源,即时排除故障。
(3)离心管必须对称放入套管中,防止机身振动,若只有一支样品管另外一支要用等质量的水代替。
(4)启动离心机时,应盖上离心机顶盖后,方可慢慢启动。
(5)分离结束后,先关闭离心机,在离心机停止转动后,方可打开离心机盖,取出样品,不可用外力强制其停止运动。
(6)离心时间一般1~2分钟,在此期间,实验者不得离开去做别的事。
在企业或院校研究机构中,转速在3000转左右的低速实验离心机已经比较常用,如315型过滤+沉降一体式实验离心机,100型实验离心机,200型实验离心机等。这些离心机设计合理,重心低,稳定,在化工、食品、医疗等领域的前期试样分析中得到了更大的应用。