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離心機(jī)的相關(guān)知識介紹

更新時間:2017-12-07      點(diǎn)擊次數(shù):2010

離心機(jī)的相關(guān)知識介紹離心技術(shù)主要用于各種生物樣品的分離和制備,生物樣品懸浮液在高速旋轉(zhuǎn)下,由于巨大的離心力作用,使懸浮的微小顆粒(細(xì)胞器、生物大分子的沉淀等)以一定的速度沉降,從而與溶液得以分離,而沉降速度取決于顆粒的質(zhì)量、大小和密度。

●     相對離心力(RCF)

 

又稱為(g)力是在離心過程中實(shí)際施加在樣品上的作用力。

RCF=1.18x離心半徑(mm)x(轉(zhuǎn)速/1000)2

   在離心過程中能夠直接設(shè)定離心力離心,可以使結(jié)果更加準(zhǔn)確、可靠,更具有科學(xué)性。

●     轉(zhuǎn)速(rpm)

通常以每分鐘多少轉(zhuǎn)來表示。相對離心力與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的平方成正比。因此,轉(zhuǎn)速是決定離心力的主要因素。

●     離心半徑

指轉(zhuǎn)子中軸到樣品管中心的距離,離心半徑與離心力成正比。不同的轉(zhuǎn)子具有不同的離心半徑。不同廠家相同容量的離心機(jī)轉(zhuǎn)子半徑不同,相同的轉(zhuǎn)速所得到的離心力也不同,

對RCF會產(chǎn)生很大影響。

 

綜上所述:轉(zhuǎn)速、離心半徑均對離心力產(chǎn)生較大影響,在實(shí)際使用過程中,能夠直接設(shè)定離心力,就可以把影響降到zui小。

 

離心機(jī)的相關(guān)知識介紹II 離心效果                                                                    

●     離心積分

相對離心力和離心時間是決定離心效果的關(guān)鍵因素。但無法僅用這兩個參數(shù)來準(zhǔn)確衡量離心效果。上*使用離心積分(HRF)來衡量離心效果。

      離心積分是指離心過程中離心力對離心時間的積分。離心積分考慮了離心過程中各種影響因素對離心加速的影響,保證施加于樣品的離心力總量一致,從而保證一致的離心效果。離心積分還表明:短時間的高速離心和長時間的低速離心可以獲得相同的離心效果。

● 差速離心(differential centrifugation )

      差速離心法是利用樣品中各種組分的沉降系數(shù)不同而進(jìn)行分離的方法,又稱差分離心或差級離心。通常兩個組分的沉降系數(shù)差在10倍以上時可以用此法分離。在差速離心中細(xì)胞器沉降的順序依次為:核、線粒體、溶酶體與過氧化物酶體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高基體、zui后為核蛋白體。沉降系數(shù)差別在一個或幾個數(shù)量級的顆粒,可以用此法分離

   差速離心首先要選擇好顆粒沉降所需的離心力和離心時間,應(yīng)用方式與學(xué)科:

   1:分步改變離心速度,用不同強(qiáng)度的離心力使具有不同密度的物質(zhì)分批分離的方法。

應(yīng)用學(xué)科:生物化學(xué)與分子生物學(xué)(一級學(xué)科);方法與技術(shù)(二級學(xué)科)

2:利用不同物質(zhì)沉降速率的差異,在不同離心速度下分離和收集不同顆粒的離心技術(shù)。常用于分離細(xì)胞勻漿中的各種細(xì)胞器。

應(yīng)用學(xué)科:細(xì)胞生物學(xué)(一級學(xué)科);細(xì)胞生物學(xué)技術(shù)(二級學(xué)科)

差速離心法的優(yōu)點(diǎn)是樣品的處理量較大,用于大量樣品的初分離,可使用容量較大的轉(zhuǎn)子

 

III  安全離心                                                            

  操作者的安全防護(hù)

      樣品與轉(zhuǎn)子在高速離心狀態(tài)下會產(chǎn)生巨大的離心力,因此對使用者的安全保護(hù)是離心機(jī)設(shè)計的首要因素。

●     需用高強(qiáng)度材料

【1】       環(huán)氧涂層鋼制材料:抵抗各種溶劑和碎片的侵蝕。

【2】       鋼制結(jié)構(gòu),不銹鋼腔:高強(qiáng)度,抗腐蝕

【3】       盔甲電鍍:當(dāng)轉(zhuǎn)子或吊桶碎裂是,能夠起到保護(hù)腔體作用

●     不平衡保護(hù),不平衡時自動停機(jī),自動失衡識別。

●     轉(zhuǎn)子自動識別【高速離心機(jī)】,超速保護(hù)。防止使用者誤操作導(dǎo)致危險的發(fā)生

●     自動平衡,無需配平

●     保證轉(zhuǎn)子高速運(yùn)轉(zhuǎn)時突然發(fā)生軸斷裂時:

【1】       轉(zhuǎn)子不會飛出

【2】       離心力外表看不成變形

【3】       斷電后能正常開蓋

【4】       內(nèi)腔體變形不超過:3mm

【5】       離心機(jī)在試驗臺上不發(fā)生水平位移

●     使用者需與離心機(jī)保持至少30cm的安全距離

●     溫度控制,保證生物樣品活性

離心常見的溫度設(shè)定為:4℃,20,  37℃ ,其中以4℃(生物零度)zui為重要,這就要求離心機(jī)具備預(yù)制冷功能、定溫啟動功能,保證樣品一放入就處于安全溫度下離心。

離心機(jī)的相關(guān)知識介紹目前,實(shí)驗室常用的是電動離心機(jī)

  電動離心機(jī)轉(zhuǎn)動速度快,要注意安全,特別要防止在離心機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間,因不平衡或試管墊老化,而使離心機(jī)邊工作邊移動,直致從實(shí)驗臺上掉下來,或因蓋子未蓋,離心管因振動而破裂后,玻璃碎片旋轉(zhuǎn)飛出,造成事故。因此使用離心機(jī)時,必須注意以下操作:

  (1)離心機(jī)套管底部要墊棉花或試管墊。

  (2)電動離心機(jī)如有噪音或機(jī)身振動時,應(yīng)立即切斷電源,及時排除故障。

  (3)離心管必須對稱放入套管中,防止機(jī)身振動,若只有一支樣品管另外一支要用等質(zhì)量的水代替。

  (4)啟動離心機(jī)時,應(yīng)蓋上離心機(jī)頂蓋后,方可慢慢啟動。

  (5)分離結(jié)束后,先關(guān)閉離心機(jī),在離心機(jī)停止轉(zhuǎn)動后,方可打開離心機(jī)蓋,取出樣品,不可用外力強(qiáng)制其停止運(yùn)動。

  (6)離心時間一般1~2分鐘,在此期間,實(shí)驗者不得離開去做別的事。

摘要:通過對離心機(jī)進(jìn)料管線的改進(jìn),采用套管式進(jìn)料管線,漿料泵直接進(jìn)料的方式,穩(wěn)定了離心機(jī)的電流,防止PVC樹脂堵塞管線,達(dá)到增強(qiáng)離心機(jī)脫水能力的目的。
    關(guān)鍵詞:離心機(jī);進(jìn)料管;套管式;改進(jìn)
    離心機(jī)是PVC樹脂漿料離心干燥過程中的重要設(shè)備:新疆天業(yè)中發(fā)化工公司自投產(chǎn)5taPVC樹脂以來,在使用D5MC臥式螺旋卸料沉降式離心機(jī)的過程中出現(xiàn)了一些異常情況,因此對離心機(jī)的進(jìn)料管線進(jìn)行了改進(jìn)。
1 離心機(jī)工作原理
    在離心機(jī)高速旋轉(zhuǎn)的臥式圓錐形的轉(zhuǎn)鼓中有與其旋轉(zhuǎn)方向相同的螺旋輸送器,它依靠齒輪機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)速度低于(或稍高于)轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速,而漿料由旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)的進(jìn)料管送至轉(zhuǎn)鼓內(nèi),由于強(qiáng)大的離心作用,密度大的固體物料沉于轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁,在螺旋輸送器的推動下,出轉(zhuǎn)鼓直徑小的一端開口部分卸出,而液體則從另一端可調(diào)節(jié)的液體堰孑L板中流出、
2 離心機(jī)進(jìn)料管線的改進(jìn)
2 1 緩沖罐進(jìn)料方式
    zui初采用的是緩沖罐進(jìn)料方式(見圖1)j由漿料槽出來的漿料經(jīng)漿料泵打入勢位較高的緩沖罐中,然后再靠勢位產(chǎn)生的壓差,通過離心機(jī)脫水在實(shí)際生產(chǎn)中,發(fā)現(xiàn)離心機(jī)的電流十分穩(wěn)定,但較小,離心機(jī)開不起來。在管線安裝過程中,還要考慮到緩沖罐與離心機(jī)要保證足夠大的位差,以便進(jìn)料。為了將緩沖罐中的液位控制在一定的高度,在緩沖罐前的管線上加了1個調(diào)節(jié)閥,使得緩沖罐中的
漿料不溢、不空。但是在生產(chǎn)中仍然受到種種限制:

2 2 漿料泵直接進(jìn)料方式
    通過對PVC樹脂漿料和設(shè)備的分析,發(fā)現(xiàn)漿料貯槽的位置與離心機(jī)處于不同的高度,而且樹脂顆粒的粒度大小均勻,濃度變化也不大,易于采用漿料泵直接進(jìn)料的方式(見圖2)。
    用漿料泵將漿料直接打人離心機(jī),增大了離心機(jī)的電流和進(jìn)料量,提高了離心機(jī)的脫水能力 為了防止?jié){料在進(jìn)料管中堵塞,在離心機(jī)之前的進(jìn)料管線中加入高壓沖洗水,對進(jìn)料管的內(nèi)壁進(jìn)行沖洗,這樣仍有不足之處。進(jìn)料管的外壁上
    (2)從前往后依次斷開振蕩回路中各部分的聯(lián)結(jié),同時測量斷開點(diǎn)處的電壓值,發(fā)現(xiàn)斷開后部負(fù)載以后,高壓板輸出端電壓可以升至4 5005 000 V。依次進(jìn)行同樣操作,發(fā)現(xiàn)l 000 PF電容后端電壓值有所回落。回路中容量為l 000 PF的電容出現(xiàn)故障,無法正常起作用。
    (3)因沒有合適的配件進(jìn)行更換,購買了7個板式電容,將它們串聯(lián)起來,使其整體容量與原電容器相近,暫時替代該電容,成功地使電容后端高壓輸出為4 5005 000 V。此時,儀器仍然無法正常點(diǎn)火,但出現(xiàn)了電流振蕩的特殊聲響,于是把1"6】題的焦點(diǎn)集中在大功率管及108主板上
    (4)對儀器啟動過程中電路中的電流強(qiáng)度,曼電壓進(jìn)行測量,以進(jìn)一步確定問題所在 zui初在高壓濾波板的電路中串聯(lián)了萬用表測電流,并聯(lián)萬用表測量電壓。啟動儀器后,兩塊萬用表都沒有顯示,同時計算機(jī)屏幕出現(xiàn)亂閃跳動現(xiàn)象,于是緊急斷電。判斷可能是由于萬用表內(nèi)部線圈或其他元件在高壓環(huán)境中產(chǎn)生了很強(qiáng)回路效應(yīng),影響了系統(tǒng)整體平衡所致 因此在常壓區(qū)進(jìn)行電流測量,發(fā)現(xiàn)啟動過程中電壓及電流都迅速上升,點(diǎn)火瞬間電壓值穩(wěn)定在漿料槽 漿料泵 離心機(jī)
2 直接進(jìn)料方式示意圖常黏有從離心機(jī)的布料器中反積過來的PVC樹脂,時間長了結(jié)塊,磨損進(jìn)料管,離心機(jī)內(nèi)也易產(chǎn)生塑化片,聚集在進(jìn)料管和螺旋輸送器之問,使進(jìn)料管斷裂。由于物料濃度大,進(jìn)料不均勻,壓力波動,導(dǎo)致進(jìn)料管發(fā)生振動,直至疲勞折斷 為此,對進(jìn)料管進(jìn)行了改進(jìn)。
23 套管式泵直接進(jìn)料
    在漿料泵直接進(jìn)料的基礎(chǔ)上,我們又給進(jìn)料管加了夾套,在套管上打上小孔,將母液槽中的母液水打人夾套,從小孑L中噴出至轉(zhuǎn)鼓內(nèi)(見圖31 考慮到離心機(jī)進(jìn)料管在螺旋輸送器內(nèi)處于懸壁狀態(tài),易產(chǎn)生振動,根據(jù)所承受的壓力不同,將進(jìn)料管套管的厚4 5005 000 V范圍內(nèi)、電流值在05 A左右,屬于正常值,108主板應(yīng)該沒有問題。但儀器仍然無法形成正常的等離子體矩焰,振蕩回路仍然有不穩(wěn)定因素。
    (5)在冷態(tài)下,對大功率管進(jìn)行檢測,正常:但在熱態(tài)下測量,發(fā)現(xiàn)燈絲與外殼為通路:根據(jù)電子管的常識,判定大功率管老化損傷為儀器無法正常點(diǎn)火的主要原因。
    (6)安裝上新的l 000 PF電容后.啟動儀器可以形成穩(wěn)定的等離子體矩焰
4 應(yīng)注意的問題
    (1)大功率管確有老化損傷.并非報廢.只是給儀器啟動帶來一定困難,根本的故障是電容 自制的替代電容雖然容量大致與之匹配.但實(shí)際功效相差甚遠(yuǎn),要重視大功率管的特殊性
    (2)測量時要注意安全,如果沒有相應(yīng)的器械,直盡量避免在高壓區(qū)操作,同時還要考慮到高壓區(qū)的電感現(xiàn)象。

 

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