離心機工作原理及使用范圍和操作方法

離心機工作原理：

離心機是一種分離機械，其作用是將固體和液體的混合液（液體和液體）進行分離，從而分別得到固體和液體（或液體和液體），離心機的工作原理是把一種具有不同密度的混合液靜置后會出現(xiàn)自然分層現(xiàn)象，固體一般會沉降到底層，而上層則形成澄清的液體。分層靠的是地球的重力加速度，為了適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)需要，人們需要更快和更多的分離某些混合液，這樣就產(chǎn)生了離心機。
離心機通過高速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生強大的離心力，其離心分離系數(shù)通常是重力加速度的上百倍、千倍和萬倍，因此分離速度很快，但是由于不同的物料性質(zhì)差異很大，所以形成了各種不同規(guī)格的離心機，一般固體和液體進行分離的離心機轉(zhuǎn)速在3000轉(zhuǎn)以下，顆粒更細，密度差更小的混合液則需要轉(zhuǎn)速在8000～30000之間的離心機進行分離，而像鈾的濃縮分離則需要更高轉(zhuǎn)速的離心機。

離心機的主要原理是通過高速運轉(zhuǎn)的離心轉(zhuǎn)鼓產(chǎn)生的離心力（配合適當?shù)臑V材），將固液混合液中的液相加速甩出轉(zhuǎn)鼓，而將固相留在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，達到分離固體和液體的效果，或者俗稱脫水的效果。

當含有細小顆粒的懸浮液靜置不動時，由于重力場的作用使得懸浮的顆粒逐漸下沉。粒子越重，下沉越快，反之密度比液體小的粒子就會上浮。微粒在重力場下移動的速度與微粒的大小、形態(tài)和密度有關(guān)，并且又與重力場的強度及液體的粘度有關(guān)。象紅血球大小的顆粒，直徑為數(shù)微米，就可以在通常重力作用下觀察到它們的沉降過程。

沉降式離心機的主要原理是通過轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的強大的離心力，加快混合液中不同比重成分（固相或液相）的沉降速度，把樣品中不同沉降系數(shù)和浮力密度的物質(zhì)分離開。

此外，物質(zhì)在介質(zhì)中沉降時還伴隨有擴散現(xiàn)象。擴散是無條件的絕對的。擴散與物質(zhì)的質(zhì)量成反比，顆粒越小擴散越嚴重。而沉降是相對的，有條件的，要受到外力才能運動。沉降與物體重量成正比，顆粒越大沉降越快。對小于幾微米的微粒如病毒或蛋白質(zhì)等，它們在溶液中成膠體或半膠體狀態(tài)，僅僅利用重力是不可能觀察到沉降過程的。因為顆粒越小沉降越慢，而擴散現(xiàn)象則越嚴重。所以需要利用離心機產(chǎn)生強大的離心力，才能迫使這些微?？朔U散產(chǎn)生沉降運動。

幾種常見離心機的使用范圍

1）實驗室離心機：轉(zhuǎn)速可達30000轉(zhuǎn)每分鐘，適用于實驗分析的小型離心機，可分離懸濁液或乳濁液；
2）三足離心機：轉(zhuǎn)速每分鐘大約在3000轉(zhuǎn)以下，用于固液分離，現(xiàn)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)；
3）蝶式分離機：轉(zhuǎn)速可達4000-10000轉(zhuǎn)每分鐘，可固液分離亦可液液分離，因此它可以應(yīng)用于多種行業(yè)（如：制藥行業(yè)，乳制品行業(yè)，化工行業(yè)等等）；
4）臥式螺旋離心機：轉(zhuǎn)速一般在2500-6000轉(zhuǎn)每分鐘，分離懸浮液，常用于處理污水；
5）管式離心機：轉(zhuǎn)速高達13000-30000轉(zhuǎn)每分鐘，有GQ（澄清型，主要分離懸濁液）和GF（分離型，主要適用于液液分離），可用于污水處理、油液分離；
6）高速冷凍離心機：轉(zhuǎn)速可達10000轉(zhuǎn)每分鐘以上，這種離心機的離心腔內(nèi)溫度可降至零攝氏度以下，多用于收集微生物、細胞碎片、細胞、大的細胞器、硫酸沉淀物以及免疫沉淀物等，常見于各類生化實驗室；
7）大容量離心機：轉(zhuǎn)速5000-20000轉(zhuǎn)每分鐘，特點是其超大的容量可達4×1000ml，低速適用化工、食品、制藥、醫(yī)用等，而高速常用于制藥、生物制品、中心血站等領(lǐng)域；
8）采血管離心機：低速的適用于含血小板濃度高的血漿分離，而高速則適合血小板濃度低的血漿分離，常用于血常規(guī)檢查以及各類化學(xué)分析；
9）微型離心機：又稱迷你離心機，一般轉(zhuǎn)速在4000-10000轉(zhuǎn)每分鐘，特適用與微量過濾和試管的慢速離心。

實驗室離心機的操作方法如下:

使用各種離心機時，必須事先在天平上精密地平衡離心管和其內(nèi)容物，平衡時重量之差不得超過各個離心機說明書上所規(guī)定的范圍，每個離心機不同的轉(zhuǎn)頭有各自的允許差值，轉(zhuǎn)頭中絕對不能裝載單數(shù)的管子，當轉(zhuǎn)頭只是部分裝載時，管子必須互相對稱地放在轉(zhuǎn)頭中，以便使負載均勻地分布在轉(zhuǎn)頭的周圍。

若要在低于室溫的溫度下離心時。轉(zhuǎn)頭在使用前應(yīng)放置在冰箱或置于離心機的轉(zhuǎn)頭室內(nèi)預(yù)冷。離心過程中不得隨意離開，應(yīng)隨時觀察離心機上的儀表是否正常工作，如有異常的聲音應(yīng)立即停機檢查，及時排除故障。每個轉(zhuǎn)頭各有其允許轉(zhuǎn)速和使用累積限時，使用轉(zhuǎn)頭時要查閱說明書，不得過速使用。

每一轉(zhuǎn)頭都要有一份使用檔案，記錄累積的使用時間，若超過了該轉(zhuǎn)頭的使用限時，則須按規(guī)定降速使用。裝載溶液時，要根據(jù)各種離心機的具體操作說明進行，根據(jù)待離心液體的性質(zhì)及體積選用適合的離心管，有的離心管無蓋，液體不得裝得過多，以防離心時甩出，造成轉(zhuǎn)頭不平衡、生銹或被腐蝕，而制備性超速離心機的離心管，則常常要求必須將液體裝滿，以免離心時塑料離心管的上部凹陷變形。

每次使用后，必須仔細檢查轉(zhuǎn)頭，及時清洗、擦干，轉(zhuǎn)頭是離心機中須重點保護的部件，搬動時要小心，不能碰撞，避免造成傷痕，轉(zhuǎn)頭長時間不用時，要涂上一層上光臘保護，嚴禁使用顯著變形、損傷或老化的離心管和離心機轉(zhuǎn)子。