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离心机、实验室离心机
概述

    离心机是利用离心力,分离液体与固体颗粒或液体与液体的混合物中各组分的机械。离心机主要用于将悬浮液中的固体颗粒与液体分开,或将乳浊液中两种密度不同,又互不相溶的液体分开(例如从牛奶中分离出奶油);它也可用于排除湿固体中的液体,例如用洗衣机甩干湿衣服;特殊的超速管式分离机还可分离不同密度的气体混合物;利用不同密度或粒度的固体颗粒在液体中沉降速度不同的特点,有的沉降离心机还可对固体颗粒按密度或粒度进行分级。
    离心机主要分为过滤式离心机和沉降式离心机两大类。过滤式离心机的主要原理是通过高速运转的离心转鼓产生的离心力(配合适当的滤材),将固液混合液中的液相加速甩出转鼓,而将固相留在转鼓内,达到分离固体和液体的效果,或者俗称脱水的效果。沉降式离心机的主要原理是通过转子高速旋转产生的强大的离心力,加快混合液中不同比重成分(固相或液相)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。
    离心机大量应用于化工、石油、食品、制药、选矿、煤炭、水处理和船舶等部门。

原理

    当含有细小颗粒的悬浮液静置不动时,由于重力场的作用使得悬浮的颗粒逐渐下沉。粒子越重,下沉越快,反之密度比液体小的粒子就会上浮。微粒在重力场下移动的速度与微粒的大小、形态和密度有关,并且又与重力场的强度及液体的粘度有关。象红血球大小的颗粒,直径为数微米,就可以在通常重力作用下观察到它们的沉降过程。
    此外,物质在介质中沉降时还伴随有扩散现象。扩散是无条件的绝对的。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。

分类

    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。
    按操作方式分
    可将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。
    按卸渣方式分
    可将离心机分为一下型式:
    1、刮刀卸料离心机:工序间接,操作自动。
    2、活塞推料离心机:工序半连续,操作自动。
    3、螺旋卸料离心机:工序连续,操作自动。
    4、离心力卸料离心机:工序连续,操作自动。
    5、振动卸料离心机:工序连续,操作自动。
    6、颠动卸料离心机:工序连续,操作自动。
    按工艺用途
    可将离心机分为:过滤式离心机、沉降式离心机。
    按安装的方式分
    可将其分为立式、卧式、倾斜式、上悬式和三足式等。
    按国家标准与市场使用份额分为以下四种
    1、三足式离心机
    2、卧式螺旋离心机
    3、碟片式分离机
    4、管式分离机
    按分离方式分
    1、沉降式离心机
    2、过滤式离心机

使用守则与注意事项

    使用守则
    1、 离心机在预冷状态时,离心机盖必须关闭,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。
    2、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!
    3、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。
    4、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。
    5、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。
    6、在节假日和晚间最后一个使用离心机须例行安全检查后方能离去。
    7、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
    使用注意
    实验室常用的是电动离心机电动离心机转动速度快,要注意安全,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。

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