[學(xué)習(xí)]高速冷凍離心機(jī)的原理及應(yīng)用

1、高速冷凍離心機(jī),LOREM IPSUM DOLOR,【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?01,掌握離心機(jī)分離的原理,02,熟悉離心機(jī)主機(jī)的基本構(gòu)件及操作程序,03,了解離心機(jī)的安全使用和日常保養(yǎng),離心分離原理,【實(shí)驗(yàn)原理】,當(dāng)懸浮液繞軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，懸浮中的微粒就同時(shí)受到背向轉(zhuǎn)軸方向的離心力和正向轉(zhuǎn)軸方向的介質(zhì)浮力的雙向作用，微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡取決于所受合力的方向。根據(jù)物理學(xué)原理推導(dǎo)可知： F合=F離-F介=Vr×4p2N2r/3600-

2、Vs×4p2N2r/3600= V4p2N2r/3600×（r-s）式中V表示微粒的體積，N表示每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)，r表示微粒至轉(zhuǎn)軸的距離，p與s分別表示微粒與其介質(zhì)的密度。當(dāng)r=s時(shí)，F(xiàn)合=0，微粒受力平衡，故將維持距轉(zhuǎn)軸恒定的距離轉(zhuǎn)動(dòng)，也就不可能被分離開；當(dāng)rs時(shí)，F(xiàn)合>0，微粒主要受離心力作用而向遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸方向移動(dòng)，直至沉淀到容器底部。 因此，r>s是微粒從懸浮液中進(jìn)行離心分離的基本條件。使用

3、普通離心機(jī)的根本目的就在于使這樣的微粒從懸浮液中分離出來。,離心力及其作用,從理論上講，凡是能通過離心分離的微粒在懸浮液靜置時(shí)，受重力與浮力的共同作用也能自動(dòng)沉降而得以分離，只是分離所需時(shí)間較長，效果較差，沉降本領(lǐng)較弱。一般常用相對(duì)離心力（RCF）的大小來表示離心分離的本領(lǐng)強(qiáng)弱。相對(duì)離心力是指微粒在離心分離時(shí)所受的合力（F合）與在靜置分離時(shí)所受合力（F’合）的比值。 F’合= Vr×g- Vs×g= Vg&

4、#215;（r-s） 故RCF= F合/F’合=4p2N2r/3600g 由于4p2N2r/3600就是微粒處的角加速度，所以相對(duì)離心力又是微粒在離心時(shí)的角加速度與在靜置時(shí)的重力加速度之比。很明顯，只要調(diào)節(jié)N或/和r就可影響RCF的值，從而改變其離心分離本領(lǐng)。實(shí)驗(yàn)中RCF的值常用多少倍于重力加速度表示，如1000×g。,,離心力與作用時(shí)間的積累效應(yīng) 微粒在懸浮液中被分離的速度快慢除與轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)數(shù)大小有關(guān)

5、外，還與離心時(shí)間長短有關(guān)，即離心力作用于微粒上具有時(shí)間積累效應(yīng)。衡量時(shí)間積累效應(yīng)高低的物理量常用沖量矩的大小來表示，沖量矩（Lt）的值等于離心力的力矩（L）與離心時(shí)間(t)的乘積，依物理學(xué)原理可推導(dǎo)出：Lt=（2pRn/60）2×t，即沖量矩的大小與轉(zhuǎn)速（N）的平方和時(shí)間的乘積成正比。 由此可見，在同一離心轉(zhuǎn)頭的條件下（N，r一定），轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間越長，沖量矩越大，分離效果越好。對(duì)同一懸浮液，因轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間不同而有不同的沖量矩

6、，若調(diào)節(jié)影響沖量矩的兩個(gè)可變因子即轉(zhuǎn)速(N)和時(shí)間（t），可以在較低轉(zhuǎn)、速較長時(shí)間得到較高轉(zhuǎn)速、較短時(shí)間同樣的沖量矩，從而得到相同的分離效果。但是，若轉(zhuǎn)速相差太大，則會(huì)受擴(kuò)散作用影響而使較低轉(zhuǎn)速離心的分離效果下降。,實(shí)驗(yàn)過程中，欲使沉淀與母液分開，常使用過濾和離心兩種方法。但在下述情況下，使用離心方法效果較好。 沉淀有粘性或母液粘稠。 沉淀顆粒小，容易透過濾紙。 沉淀量過多而疏松。 沉淀量很少，需要定量測(cè)定?；蚰敢毫亢苌伲蛛x時(shí)

7、應(yīng)減少損失。 沉淀和母液必須迅速分開。 一般膠體溶液。,離心技術(shù)概述,離心技術(shù)就其原理來說屬于一種物理的技術(shù)手段，目前在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、食品衛(wèi)生、生物制品、生物工程、細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)和生物化學(xué)等諸多領(lǐng)域里得到了廣泛的應(yīng)用，使離心機(jī)，尤其是超速離心機(jī)已成為現(xiàn)代生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中不可缺少的必備設(shè)備。為了滿足生產(chǎn)、科研和教學(xué)的不同需要，不同類型、不同規(guī)格和不同用途的離心機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，且隨著整個(gè)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展不斷地得到改進(jìn)、提高和更新。,,不

8、同類型的離心機(jī)不僅具有不同的構(gòu)造，而且具有不同的應(yīng)用范圍。普通離心機(jī)的最大轉(zhuǎn)速在10000 rpm以下，最大相對(duì)離心力小于10000×g，容量從幾十毫升至幾升，分離形式是固液沉降分離，轉(zhuǎn)子有角式和外擺式，其轉(zhuǎn)速不能嚴(yán)格控制，通常不帶冷凍系統(tǒng)，于室溫下操作。這種離心機(jī)多用交流整流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)碳刷易磨損，轉(zhuǎn)速由電壓調(diào)壓器調(diào)節(jié)，起動(dòng)電流大，速度升降不均勻，一般轉(zhuǎn)頭是置于一個(gè)硬質(zhì)鋼軸上，因此離心前精確平衡離心管及其內(nèi)容物極為重要，

9、否則易造成的離心機(jī)損壞。 在現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室中，普通離心機(jī)通常在下列情況下用于物質(zhì)的分離和提?。?（1）沉淀有粘滯；（2）沉淀顆粒小，容易透過濾紙；（3）沉淀量過多而疏松；（4）沉淀量過少，而需要定量分析；（5）母液粘稠；（6）母液量很少，分離時(shí)需減少損失；（7）沉淀和母液需迅速分離；（8）一般膠體溶液。,高速離心機(jī)能夠?qū)悠啡芤褐械膽腋∥镔|(zhì)進(jìn)行高純度的分離、濃縮、精制和提取，多用于血液、細(xì)胞、蛋白質(zhì)、酶、病毒、激素

10、等的分離制備和收集。 高速冷凍離心機(jī)一般最大轉(zhuǎn)速為10000～30000rpm，最大相對(duì)離心力為90000×g左右，最大容量可達(dá)3升，分離形式也是固液沉降分離，轉(zhuǎn)頭配有各種角式轉(zhuǎn)頭、蕩平式轉(zhuǎn)頭、區(qū)帶轉(zhuǎn)頭、垂直轉(zhuǎn)頭和大容量連續(xù)流動(dòng)式轉(zhuǎn)頭、一般都有制冷系統(tǒng)，以消除高速旋轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)頭與空氣之間摩擦而產(chǎn)生的熱量，離心室的溫度可以調(diào)節(jié)和維持在0～40℃，轉(zhuǎn)速、溫度和時(shí)間都可以嚴(yán)格準(zhǔn)確地控制，并有指針或數(shù)字顯示，通常用于微生物菌體、細(xì)胞碎

11、片、大細(xì)胞器、硫酸銨沉淀物和免疫沉淀物等的分離與純化工作，但不能有效地沉降病毒、小細(xì)胞器(如核蛋白體)或單個(gè)分子。,,超速離心機(jī)目前主要用于： （1）測(cè)定生物大分子和高分子聚合物的沉降系數(shù)（S）、擴(kuò)散系數(shù)（D）和分子量（M）； （2）研究生物大分子的大小和形狀； （3）研究生物大分子的締合、離解和降解； （4）追隨分離高分子的提純過程，鑒定其均一程度，測(cè)定其組成和濃度； （5）分離提純血清脂蛋白； （

12、6）發(fā)現(xiàn)異常血清蛋白質(zhì)成分等。,,離心機(jī)的構(gòu)造與轉(zhuǎn)速的關(guān)系,?：有； ?：無。,TGL21M高速冷凍離心機(jī),GL-21M 高速冷凍離心機(jī),,簡(jiǎn)要說明A－所有相關(guān)參數(shù)，如轉(zhuǎn)速、離心力、時(shí)間和溫度均可以設(shè)定B－轉(zhuǎn)速、離心力參數(shù)可以放大觀察C－適用轉(zhuǎn)頭的參數(shù)可以檢索顯示D－離心設(shè)定程序可以調(diào)用修改,技術(shù)指標(biāo),TGL21M高速冷凍離心機(jī),,詳細(xì)說明：1、臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)，最大離心力可達(dá)60000 g以上2、離心轉(zhuǎn)速范圍100 rp

13、m ～ 30000 rpm，設(shè)定步長1 rpm3、所有可能的運(yùn)行參數(shù)均可以任意設(shè)定4、離心轉(zhuǎn)頭自動(dòng)識(shí)別，可以防止轉(zhuǎn)子過速運(yùn)轉(zhuǎn)5、多種規(guī)格角轉(zhuǎn)頭可選，適配離心管范圍從微量管到85 mL(10mL)6、可選配一種水平轉(zhuǎn)頭7、配置高效致冷系統(tǒng)，溫度范圍-20℃~ 40℃8、無需離心機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)即可完成轉(zhuǎn)頭預(yù)冷9、無碳刷免維護(hù)變頻電機(jī)，使用壽命長10、高品質(zhì)的電機(jī)系統(tǒng)11、自動(dòng)離心機(jī)蓋閉鎖功能12、產(chǎn)品符合IEC 1010等國際安

14、全標(biāo)準(zhǔn),GL21M 高速冷凍離心機(jī),2016.05.20,技 術(shù) 指 標(biāo),GL-21M高速冷凍離心機(jī),2016.05.20,臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)，用于微量管的離心沉降處理24孔水平轉(zhuǎn)頭，用于1.5mL至2.2mL微量離心管的離心30孔或24孔角轉(zhuǎn)頭，包括離心蓋40孔角轉(zhuǎn)頭，用于0.25mL至0.4mL微量離心管的離心最高轉(zhuǎn)速時(shí)最低溫度：< 4 ℃免維護(hù)無碳刷變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，并具有“正?！焙汀叭岷汀敝苿?dòng)功能液晶顯示運(yùn)行溫度、

15、離心速度和離心力及時(shí)間預(yù)設(shè)運(yùn)行時(shí)間最長可達(dá)30分鐘或持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)以秒為單位顯示“短時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)”鋼制機(jī)身，保證安全性和穩(wěn)定性，低噪音 頂蓋關(guān)閉鎖定裝置，安全可靠，符合國際安全標(biāo)準(zhǔn)（IEC 1010）,TGL21M高速冷凍離心機(jī),詳細(xì)說明：,2016.05.20,一、離心機(jī)的準(zhǔn)備 在離心操作前必需首先準(zhǔn)備好離心機(jī)。備機(jī)包括：1.機(jī)型的選擇：即根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)要求選擇水平式離心機(jī)或斜角式離心機(jī)。2.離心套筒的準(zhǔn)備：檢查離心套筒內(nèi)是否有橡

16、皮緩沖膠墊，膠墊上若附著碎玻璃等雜物應(yīng)清除。3. 離心機(jī)檢查：檢查離心機(jī)安放是否平穩(wěn)，轉(zhuǎn)軸是否牢固，潤滑是否良好，離心腔內(nèi)有無異物，缸蓋能否鎖緊等。 二、電源的準(zhǔn)備 電源應(yīng)選擇與離心機(jī)使用說明書相吻合的電源，電原插座必須有地線以保證離心安全。若實(shí)驗(yàn)室沒有合適的電源，則應(yīng)重新安裝電源線，電源插座應(yīng)靠近離心機(jī)以方便操作。三、平衡附件的準(zhǔn)備 平衡附件包括：1.天平：普通離心機(jī)用1／1000的臺(tái)秤進(jìn)行離心平衡，臺(tái)平上固定兩個(gè)

17、等重的燒杯，以備平衡之用。2.離心管和配平管：離心管用于裝離心液，配平管用于裝配乎液 (注意：配平管的長度一般不宜超過離心管的長度，以避免水平離心時(shí)被轉(zhuǎn)軸打碎)。3.燒杯與皮頭吸管：燒瓶用來盛配平液，皮頭吸管用來吸配平液進(jìn)行配平。四、離心液的準(zhǔn)備   離心液應(yīng)根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行準(zhǔn)備。五、試機(jī) 在以上準(zhǔn)備完成以后，應(yīng)先讓離心機(jī)進(jìn)行空載運(yùn)轉(zhuǎn)，密切觀察空載運(yùn)轉(zhuǎn)情況是否正常，在無異常時(shí)方可進(jìn)行離心

18、。,【實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備】,2016.05.20,1．取離心管裝上離心液放于一對(duì)重量相近的離心套筒的橡膠孔中，離心液面距離心管口至少應(yīng)留2cm的距離，以免離心時(shí)離心液濺出。2．調(diào)平稱量天平，將置于離心機(jī)對(duì)稱位置上的離心套筒、離心管及內(nèi)盛物配平，相差不超過0.05克，將平衡好的離心套筒放于離心機(jī)支架對(duì)稱位置的吊環(huán)中，上離心機(jī)缸蓋，鎖牢。。3．檢查離心機(jī)是否安放平穩(wěn)，電源開關(guān)及調(diào)速桿。 4．設(shè)置離心機(jī)的操作參數(shù)（速度、時(shí)間、溫度）。5．插上電

19、源插頭，打開電門開關(guān)。6．按Start鍵，離心機(jī)運(yùn)行。離心完畢，將調(diào)速桿緩慢退回到‘零位”，關(guān)掉電門，拔下電源插頭，任離心機(jī)自停（切記：不能用手助停，以免沉淀物泛起、損壞離心轉(zhuǎn)軸、碰傷人的肢體）。7．待離心機(jī)完全停止轉(zhuǎn)動(dòng)后，打開缸蓋取出離心套筒及離心管。8．清潔離心套筒、離心管及離心腔。9. 紀(jì)錄離心機(jī)的使用情況。,【實(shí)驗(yàn)操作】,1.離心前必需將放置于對(duì)稱位置上的離心套筒、離心管及離心液進(jìn)行精確平衡，重量差不超過0.05克。對(duì)于

20、高速和超速離心機(jī)，不僅要求重量平衡，而且要求配平液的密度與離心液的密度相等，以達(dá)到力矩平衡。2.離心機(jī)安放要求水平、穩(wěn)固，轉(zhuǎn)軸上的支架要牢固，轉(zhuǎn)軸潤滑良好，吊欄應(yīng)活動(dòng)自如，保證離心機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。3.離心管盛液不宜過滿，避免腐蝕性液體濺出腐蝕離心機(jī)，同時(shí)造成離心不平衡。4.離心開始前應(yīng)檢查轉(zhuǎn)頭是否擰緊。放入離心套筒后應(yīng)緊蓋、鎖牢，防止意外事故的發(fā)生。離心完畢應(yīng)關(guān)電門、拔掉電源插頭任機(jī)自停，嚴(yán)禁用手助停，以免傷人損機(jī)，使沉淀泛起。5

21、.注意離心機(jī)的保養(yǎng)和“四防”。離心機(jī)使用完畢，要及時(shí)清除離心機(jī)內(nèi)水滴、污物及碎玻璃渣，擦凈離心腔、轉(zhuǎn)軸、吊環(huán)、套筒及機(jī)座。經(jīng)常做好離心機(jī)的防潮、防過冷、防過熱、防腐蝕藥品污染，延長使用壽命。6.離心過程若發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)立即按Stop鍵，然后，再進(jìn)行檢查。如聽到碎玻璃渣聲響，可能是試管被打碎，應(yīng)重新更換試管。若整個(gè)離心機(jī)座轉(zhuǎn)動(dòng)起來，則是嚴(yán)重不平衡所至。若離心機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)，則可能是保險(xiǎn)絲燒斷，應(yīng)重新更換保險(xiǎn)絲。若發(fā)生機(jī)械或電機(jī)故障，應(yīng)報(bào)告指導(dǎo)

22、教師請(qǐng)專門維修人員檢修。,【注意事項(xiàng)】,一. 離心機(jī)在預(yù)冷狀態(tài)時(shí)，離心機(jī)蓋必須關(guān)閉，離心結(jié)束后取出轉(zhuǎn)頭要倒置于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，擦干腔內(nèi)余水，離心機(jī)蓋處于打開狀態(tài)。    二. 轉(zhuǎn)頭在預(yù)冷時(shí)轉(zhuǎn)頭蓋可擺放在離心機(jī)的平臺(tái)上，或擺放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，千萬不可不擰緊浮放在轉(zhuǎn)頭上，因?yàn)橐坏┱`啟動(dòng)，轉(zhuǎn)頭蓋就會(huì)飛出，造成事故！ 三. 轉(zhuǎn)頭蓋在擰緊后一定要用手指觸摸轉(zhuǎn)頭與轉(zhuǎn)蓋之間有無縫隙，如有縫隙要擰開重新擰緊，直至確認(rèn)無縫隙方可啟

23、動(dòng)離心機(jī)。 四. 在離心過程中，操作人員不得離開離心機(jī)室，一旦發(fā)生異常情況操作人員不能關(guān)電源(POWER），要按STOP。在預(yù)冷前要填寫好離心機(jī)使用記錄。 五. 不得使用偽劣的國產(chǎn)離心管，不得使用老化、變形、有裂紋的離心管。 六. 在節(jié)假日和晚間最后一個(gè)使用離心機(jī)例行安全檢查后方能離去。 七. 在儀器使用過程中發(fā)生機(jī)器故障，部件損壞情況時(shí)要及時(shí)與我們聯(lián)系。,【離心機(jī)使用守則】,,轉(zhuǎn)頭在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生離心應(yīng)力，當(dāng)離心應(yīng)力超

24、過一定的限度后，將引起轉(zhuǎn)頭過早失效，甚至炸頭，所以用戶一定要注意轉(zhuǎn)頭的正確使用和妥善保管。轉(zhuǎn)頭使用后，應(yīng)及時(shí)清洗，切勿碰撞擦傷，如不慎失落，應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)頭進(jìn)行X光檢查，確認(rèn)內(nèi)部無創(chuàng)傷后，方可使用。使用中，應(yīng)及時(shí)終止超壽命轉(zhuǎn)頭的使用，通常廠家都注明轉(zhuǎn)頭的時(shí)數(shù)和離心次數(shù)，不論哪一個(gè)指標(biāo)先到，都說明轉(zhuǎn)頭壽命已到。關(guān)于轉(zhuǎn)頭壽命的延長應(yīng)嚴(yán)格遵循廠家的說明，一般在下列情況下，要降低轉(zhuǎn)頭的最高轉(zhuǎn)速：①轉(zhuǎn)頭的壽命已到，但轉(zhuǎn)頭保存良好，按廠家說明降速延長使用；