Mi a centrifugálás? A módszer meghatározása és elve

Mi a centrifugálás? Mi a módszer? A "centrifugálás" kifejezés egy anyag folyadék vagy szilárd részecskéinek különböző frakciókba való elkülönítését jelenti centrifugális erők alkalmazásával. Az anyagok ilyen szétválasztását speciális berendezések - centrifugák használata okozza. Mi a módszer elve?

A centrifugálás elve

Tekintsük a meghatározást részletesebben. A centrifugálás az anyagokra gyakorolt hatás egy ultra-nagysebességű forgatással egy speciális berendezésben. A centrifuga fő része a rotor, amely fészkeket tartalmaz a tesztcsövek anyaggal történő felszereléséhez, amelyet külön frakciókra kell különíteni. A forgórész nagy fordulatszámon történő elforgatásakor centrifugális erő lép fel . A kémcsövekbe helyezett anyagokat a sűrűség szintjének megfelelően különböző anyagokba osztják. Például a felszín alatti vízminták centrifugálásakor a folyadékot elválasztjuk, és a benne lévő szilárd anyagokat lerakjuk.

A módszer szerzője

Első alkalommal vált ismertté, hogy egy ilyen centrifugálás, az A. F. Lebedev tudós által végzett kísérletek után. A módszert a kutató dolgozott ki a talajvíz összetételének meghatározása érdekében. Korábban erre a célra folyadékszedimentálást alkalmaztak, majd a szilárd minták elválasztását követte. A centrifugálási módszer fejlesztése lehetővé tette a gyorsabb kezelést. Ennek az elválasztásnak köszönhetően lehetővé vált, hogy néhány percig száraz állapotban száraz formában kivonják az anyagok szilárd hányadát a folyadékból.

A centrifugálás lépései

A differenciális centrifugálás a vizsgált anyagok leülepedésével kezdődik. Az ilyen anyagfeldolgozás az ülepítő berendezésben történik. A süllyedés során a részecskék gravitációval vannak elválasztva. Ez lehetővé teszi az anyagok jobb elkülönítésére a centrifugális erők segítségével.

Ezután a tesztcsövek anyagait kiszűrjük. Ebben a szakaszban az úgynevezett perforált dobokat használják, amelyek a folyékony részecskéket a szilárd anyagoktól elválasztják. A benyújtott tevékenységek során a teljes üledék a centrifuga falán marad.

módszer előnyeit

Az egyes anyagok szétválasztására szolgáló egyéb módszerekhez, például szűréshez vagy üledékképzéshez képest, a centrifugálás lehetővé teszi olyan minimális nedvességtartalmú üledék kialakulását. Ezen elválasztási eljárás alkalmazása lehetővé teszi a finoman diszpergált szuszpenziók elválasztását. Az eredmény 5-10 μm-es részecskék előállítása. A centrifugálás másik fontos előnye a kis volumenű és méretű berendezések segítségével történő megvalósításának lehetősége. A módszer egyetlen hátránya az eszközök nagy energiaintenzitása.

Centrifugálás a biológiában

A biológiában az anyagok különálló anyagokba való elkülönítését a mikroszkóp alatt végzett vizsgálat előkészítése során alkalmazzák. A centrifugálást komplex eszközökön - cytorotorokon hajtják végre. Az ilyen készülékek a tesztcsövek résein kívül mintavételi tartókkal vannak ellátva, mindenféle diákkal, amelyek bonyolultak. A centrifuga eszközénél a biológia kutatása során a kapott anyagok minősége közvetlenül az elemzési eredményekből nyerhető hasznos információ mennyiségétől függ.

Centrifugálás az olajfinomító iparban

A centrifugálás módja elengedhetetlen az olaj kitermelésében. Vannak olyan szénhidrogének, amelyekből a víz a desztilláció során nem teljesen kibocsátódik. A centrifugálás lehetővé teszi a felesleges folyadék eltávolítását az olaj összetételéből, növelve annak minőségét. Ebben az esetben az olajat feloldjuk benzolban, majd 60 ^° C-ra melegítjük, majd centrifugális erőt alkalmazunk. Végül megmértük az anyagban maradt vízmennyiséget, és szükség esetén az eljárást megismételtük.

A vér centrifugálása

Ezt a módszert széles körben alkalmazzák terápiás célokra. Az orvostudományban lehetővé teszi az alábbi problémák megoldását:

1. A plazmapherézis végrehajtásához tisztított vérmintákat kapunk. Emiatt a centrifuga elválasztja a vérelemeket a plazmájától. A művelet lehetővé teszi a vírusok, felesleges antitestek, patogén baktériumok, toxinok vérének megszabadulását.
2. Vérkészítés a donor transzfúzióhoz. Miután a testfolyadékot külön frakcióval elválasztottuk centrifugálással, a véradó visszatért a donorhoz, és a plazmát transzfúzióként vagy fagyasztva alkalmazzuk későbbi felhasználás céljából.
3. A vérlemezkék tömegének izolálása. Az anyagot vérlemezkékkel dúsított vérplazmából kapják. A kapott masszát orvosi intézmények sebészeti és hematológiai osztályaiban, sürgősségi terápiában, operációs helyiségekben használják. A vérlemezkék tömegének alkalmazása az orvostudományban lehetővé teszi az érintett beteg vérösszehúzhatóságának javítását.
4. Vörösvértestek szintézise. A vérsejtek centrifugálása a frakciók finom elválasztásával történik, speciális technika szerint. A vörösvérsejtekben gazdag kész masszát vértranszfúzióhoz, műveletekhez használják. Az eritrocitás masszát gyakran vérszegénység, egyéb rendellenességi vérbetegségek kezelésére használják.

A modern orvosi gyakorlatban sok új generációs eszközt használnak, amelyek lehetővé teszik, hogy a forgó dob felgyorsuljon egy bizonyos sebességre és megállítsa egy bizonyos pillanatban. Ez lehetővé teszi, hogy pontosabban feloszthassa a vért vörösvérsejtekre, vérlemezkére, plazmára, szérumra és vérrögökre. Hasonlóképpen megvizsgálják más testnedvek is, különösen a vizeletben levő anyagok elválasztása.

Centrifugák: alap típusok

Kiderült, mi a centrifugálás. Most keressük meg, hogy mely eszközöket használják a módszer végrehajtásához. A centrifugák mechanikus vagy kézi meghajtással zárva és nyitva vannak. A kézzel nyitott készülékek fő munkafelülete függőlegesen elhelyezkedő forgó tengely. A felső részen a csík merőlegesen van rögzítve, ahol mozgatható fémhüvelyek találhatók. Speciális kémcsöveket tartalmaznak, alul szűkítve. Az ujjak alján feküdt a gyapot, ami megakadályozza az üvegcső károsodását, amikor érintkezésbe kerül a fémmel. Ezután a készülék mozgásban van. Bizonyos idő elteltével a folyadék elkülönül a szuszpendált szilárd anyagoktól. Ezt követően a kézi centrifuga leáll. Sűrű, szilárd csapadék koncentrálódik a csövek alján. Ez felett az anyag folyékony része.

A mechanikus zárt centrifugák nagy számú hüvelyt tartalmaznak a cső elhelyezéséhez. Az ilyen eszközök kényelmesebbek, mint a kéziak. Rotorjaikat nagy teljesítményű villanymotorok hajtják és 3000 fordulat / percre gyorsulnak. Ez lehetővé teszi a folyékony anyagok szilárd anyagoktól való jobb elválasztását.

A kémcsövek centrifugálás közben történő előkészítésének jellemzői

A centrifugáláshoz használt csöveket ki kell tölteni az azonos tömegű vizsgálati anyaggal. Ezért a mérésekhez speciális nagy pontosságú mérlegeket használnak. Ha több vizsgálati cső centrifugálással történő kiegyensúlyozására van szükség, a következő módszert alkalmazzuk. Néhány üvegedény súlyának mérése és ugyanazon tömeg elérése után az egyiket szabványnak tekintik. A későbbi csöveket ezzel a mintával kiegyensúlyozzuk, mielőtt a készülékbe helyezzük őket. Ez a módszer jelentősen felgyorsítja a munkát, ha szükséges egy teljes tesztcső centrifugálásához.

Érdemes megjegyezni, hogy soha nem sok tesztanyag van a tesztcsövekben. Az üvegtartályokat úgy kell betölteni, hogy a széltől való távolság legalább 10 mm legyen. Ellenkező esetben az anyag a centrifugális erő hatására kiveszi a csőből.

Sverhtsentrifugi

A rendkívül vékony szuszpenziók alkatrészeinek elválasztásához nem elegendő a hagyományos kézi vagy mechanikus centrifugák használata. Ebben az esetben a centrifugális erők oldalán lévő anyagokra hatásosabb hatással kell lenni. Az ilyen folyamatok végrehajtásakor szupercentrifugákat használnak.

A bemutatott terv eszközei egy vak dobdal vannak ellátva, cső formájában, amely elhanyagolható átmérőjű - legfeljebb 240 mm. Az ilyen dob hossza sokkal nagyobb, mint a keresztmetszete, ami lehetővé teszi a fordulatszám számának jelentős növelését és erős centrifugális erő létrehozását.

A szuperscentrifugában a vizsgált anyag belép a dobba, mozog a cső mentén, és speciális visszaverőkkel ütközik, ami az anyagot a készülék falaira dobja. Vannak olyan kamrák is, amelyeket könnyű és nehéz folyadékok külön elválasztására terveztek.

A szupercentrifugák előnyei a következők:

• Abszolút feszesség;
• Az anyagok szétválasztásának legmagasabb intenzitása;
• Kompakt méret;
• Az anyagok molekuláris szinten történő elválasztásának lehetősége.

Végezetül

Tehát megtudtuk, mi a centrifugálás. Jelenleg a módszer alkalmazását alkalmazza, amikor oldatok oldatainak kicsapására, folyadékok tisztítására, biológiailag aktív és vegyi anyagok különálló komponenseire van szükség. Az ultracentrifugákat az anyagok molekuláris szintű elválasztására használják. A centrifugálás módját aktívan alkalmazzák a kémiai, az olaj-, a nukleáris, az élelmiszeriparban és az orvostudományban.