4)浮力
在重力场中,浮力的定义是指被物体所排开周围介质的重量。但在离心场的情况下,颗粒的浮力与离心力方向相反,为颗粒排开介质的质量与离心加速度之乘积。用下式表示:
FB=Pm(m/Pp)ω2R=Pm/Ppmω2R (4–5)
其中Pp为颗粒密度(g/cm3),Pm为介质密度(g/cm3),m/Pp为介质的体积,Pm (m/Pp)为颗粒排开介质的质量。
综上所述,在离心场中,作用于颗粒上的力主要有离心力Fc、浮力FB和摩擦阻力Ff。当离心转子从静止状态加速旋转时,原来处于悬浮状态的颗粒如果密度大于周围介质的密度,则颗粒离开轴心方向移动,即发生沉降;如果颗粒密度**周围介质的密度,则颗粒朝向轴心方向移动,即发生漂浮。无论沉降或漂浮,离心力的方向与摩擦阻力和浮力方向相反;当离心力增大时,反向的两个力也增大,到后离心力与摩擦阻力和浮力平衡,颗粒的沉降(或漂浮速度)达到某一极限速度,这时颗粒运动的加速度等于零,速度dx/dt变成恒速运动。那么
Fc=FB+Ff (4–6)
将式4–1,4–3,4–5代入式4–6得
mω2R=6πηrpdR/dt+(Pm/Pp)mω2R (4–7)
其中球形体积V为4πrp3/3,m=VPp=(4πr3p/3)Pp故4–7式可写成:
(4πrp3/3)(Pp)(ω2R)=6πηrpdR/dt+(4πr3/3)(Pp)(ω2R)
整理后得:
dR/dt=4rp2 (Pp-Pm)/18ηω2R (4–8)
或者:
V=dR/dt=d2(Pp-Pm)18ηω2R (4–9)
上式d为颗粒直径(厘米),对于非球形颗粒还应考虑f/f0的摩擦系数比,得:
dR/dt=d2(Pp-Pm)/(18ηf/f0)ω2R (4–10)
从式4–10可见:①颗粒的沉降速度与颗粒直径的平方、颗粒与介质的密度差和离心加速度成正比,而与介质的粘滞度、颗粒偏离球形的程度成反比;②当颗粒的密度Pp大于介质密度Pm颗粒发生沉降;当Pp<Pm时,颗粒漂浮;当Pp=Pm时,颗粒不沉不浮;③在离心加速度ω2R不变的情况下,颗粒的沉降速度主要决定于颗粒的直径大小和颗粒的形状,而颗粒的密度所起的作用较小。
1、差速离心法
差速离心法是指通过不断增加相对离心力,使沉降速度不同的颗粒,在不同离心速度及不同离心时间下分批离心方法。差速离心法一般用于分离沉降系数相差较大的颗粒。
进行差速离心时,首先要选择好颗粒沉降所需要的离心力和离心时间。离心力过大或离心时间过长,容易导致大部分或全部颗粒沉降及颗粒被挤压损伤。当一定离心力在一定的离心时间内进行离心时,在离心管底部就会得到和重颗粒的沉淀,分出的上清液进一步加大转速再次进行离心,又得到*二部分较大、较重颗粒的“沉淀”及含较小较轻颗粒的“上清液”。如此多次离心处理,即能把流体中的不同颗粒较好地分离开,此法所得沉淀是不均一的,仍杂有其它成份,需经再悬浮和再离心(2~3次),才能得到较纯的颗粒。
差速离心法主要用于分离细胞器和病毒。其优点是:操作简单,离心后用倾倒法即可将上清液与沉淀分开,并可使用容量较大的角式转子;缺点是:(1)分离效果差,不能一次得到纯颗粒。(2)管壁效应严重。特别当颗粒很大或浓度很高时,在离心管一侧会出现沉淀。(3)颗粒被挤压,离心力过大,离心时间过长会使颗粒变形、聚集而失活。差速离心的分辨率不高,沉降系数在同一个数量级内的各种颗粒不容易分开,它常用于其他分离手段之前的粗制品提取。各种颗粒的沉降速度遵循式4—10。颗粒愈大,沉降速度也愈大,离心后沉淀到离心和底部所需的时间愈短。
高速离心机维护与保养主要包括的内容:
一、注意经常做检查工作
应该要不定期的对高速离心机进行检查,包括检查所有的螺母、螺栓、垫片是否松动,护罩是否有松动现象,转子是否有裂缝等异象,还有检查各联接部件是否松动,各运动部件是否卡阻及异常以及检查电路系统各线接点是否可靠。,如果发现有问题,就需要立即停止使用并和厂家联系。
二、注意日常的维护及保养
1、机器使用完毕,应作好清洁工作,保持机器整洁。
2、不要将非防腐型离心机与于高腐蚀性物料的分离;另外严格按照设备要求、规定操作,非防爆型离心机切不可用于易燃、易爆场合。
3、离心过程中不得随意离开,应随时观察离心机上的仪表是否正常工作,如有异常的声音应立即停机检查,及时排除故障。
4、更换转子时应该严格按照JIDI高速离心机说明书使用专业工具进行更换。
盐城市安信实验仪器有限公司是生产、销售离心机的专业企业。公司不断引进国外**并与国内大专院校、科研单位合作,使产品技术紧跟世界**水平,现生产七大系列(实验离心机,小型离心机,低速离心机,冷冻离心机,台式离心机,高速离心机)50余种规格的离心机产品。公司对离心机产品的**技术进行了一系列的深入研究。如:转子**高速实验、**冷冻实验,转子光弹实验,电阻法应变测量试验、轴对称有限元法理论计算等,研制开发了变频电机驱动,微机程序控制等操作简便、安全可靠的新一代离心机。