離心(xīn)機(jī)(Centrifuge)是一種機械,可借由電動機或其他機械的帶動而高速轉動,產生數千倍於(yú)重力(lì)的離(lí)心力,以加快液體中顆粒的沉降速度,把樣品中(zhōng)不(bú)同(tóng)沉降(jiàng)係數和(hé)密度質量的物質分離。
離心(xīn)力的大與小,轉動速度、旋轉半(bàn)徑以及物質(zhì)的質量而決(jué)定。
離心機廣泛運用於化學工(gōng)程、石油、食品加工、製藥、選礦工(gōng)程、炭、水處理、核能工業和船舶等部門。
早(zǎo)期應用—中國古人會(huì)取一端套住陶罐的繩子並甩(shuǎi)動以產生離心力,擠出陶罐裏的蜂蜜。
近(jìn)代—19世紀中葉的歐洲(zhōu),首先出現紡織品脫水的三足式離心機(jī),和製糖廠分離砂糖結(jié)晶用的上懸式離心機。
這些早期離心機雖尚未全自動化,需以人力進行排渣,卻已有了現代離心機雛形。
利用向(xiàng)心加(jiā)速(sù)度公式得知(zhī),密(mì)度較大之物體(tǐ)在下,密度較小之物體在上。
(1)離心過濾,使懸浮液受離心力,而對過濾介質施加壓力(lì),液體通過過濾麵,固體顆粒被截下,從而液-固分離。
(2)離心(xīn)沉降,利用懸浮液(或乳濁液)密度不同的各成分(fèn)在(zài)離心力場中迅速沉降分層的原理,以達成液-固(或液-液)分離。
相對離心場(chǎng)(RCF, relative centrifugal field),以重力加(jiā)速度 g 的倍數來表示;
rpm(revolution per minute,或r/min)表示離心機每分鍾的轉數。rpm與 g 之間的換(huàn)算公式為 :RCF = 1.119x 10^-5 x rpm^2 x r
其中 r 表示離心機轉軸中心與離心管中心的距離,單(dān)位為公分。離(lí)心管的位置由(yóu)轉子(rotor)決(jué)定,因此 r 必須查閱相關轉子的參數而得。
1.遺傳工程(chéng)學、酶工程學
批次離心機(或瓶式離心機)是實(shí)驗(yàn)室常用的離心機型。如果具超強之離心力,則(zé)可應用於超離心技術(微分離心技術)。此即分離混合物中各成分,已成功應用於細胞內胞(bāo)器如線粒體、微粒體、溶酶體等(děng)之分離,或各種(zhǒng)蛋(dàn)白質及核酸之分離。超離心技術是研究遺(yí)傳工程學、酶(méi)工程學必須的基礎。
2.同位素分離
以氣體離心法進行同(tóng)位素的加工製造,核武所(suǒ)需的濃縮鈾即可借由此方法製造(zào)出來,因(yīn)此離心機在國際間列為受(shòu)管製的設(shè)備。
3.航空技術
以離心力模擬重力加速度,以探求生物在(zài)極端狀況下(xià)體內物件位移。
4.工業用
此作動機械雖泛稱遠心分離機,為區(qū)分(fèn)工業用機械,取之離心式分離機,離心機(jī)應(yīng)用極廣,切削液過濾係統(tǒng)主要用途(tú)是分離切削液裏在研磨加工過程中(zhōng)所產(chǎn)生的雜質(zhì),可分離的雜(zá)質不限於(yú)金屬,非金屬材質如:矽、玻璃、石墨、不鏽鋼...等非磁性雜質也可(kě)過濾。借由離心力將雜(zá)質高速分離,使切削液能迅速的重複利用。經由離心力分離(lí)的設計結構,可省去耗(hào)材濾袋的使用,節能減碳(tàn)、友善環(huán)境的設計是現今產業的發(fā)展趨勢。以離心力模擬重力加速度(dù),以探求生物在極端狀況下體內物件位移。
5.農業用(yòng)
蜂蜜采集:將蜂巢箱內的蜂巢置(zhì)入(rù)離心機之中(zhōng),以(yǐ)手搖方式轉動,蜂巢中的蜂蜜會甩出而(ér)流入收集器之中。
衡量(liàng)離心分(fèn)離機分離性能的重要指標是分離因數。表示為被分離物料在轉鼓內所受的離心力與其重力的比(bǐ)值,分離(lí)因(yīn)數越大,通常分離越快,效果越好。
最大轉速,離心機在空載情況下的轉速。根據最大轉速的(de)不同,離心機可更細分為:
(1)低速離心機 10000 rpm· min -1
(2)高速離心機 10000 rpm · min~30000 rpm · min -1
(3)超高速離心機 30000 rpm ·min-1