معرفی دستگاه سانتریفیوژ

سانتریفیوژ یک وسیله علمی مهم است که از نیروی گریز از مرکز برای جدا کردن مواد بر اساس چگالی ، ضروری در زمینه هایی مانند شیمی ، بیوشیمی و زیست شناسی مولکولی استفاده می کند. در انواع کم ، زیاد و فوق العاده سرعت وجود دارد که سرعت چرخش و ظرفیت آن عوامل اصلی است. پیروی از روشهای سخت ایمنی در حین کار ضروری است.

در این مقاله سانتریفیوژها از نکات زیر معرفی می شود

تئوری کار دستگاه سانتریفیوژ 

طبقه بندی دستگاه سانتریفیوژ

اجزای دستگاه سانتریفیوژ

پارامترهای فنی اصلی و شاخص های عملکرد سانتریفیوژها

برنامه ها و نگهداری از سانتریفیوژها

خرابی های سانتریفیوژ مشترک و روش های عیب یابی

تئوری کار دستگاه سانتریفیوژ

اصل کلی

• اصل کار یک سانتریفیوژ مبتنی بر استفاده از نیروی گریز از مرکز است.

• سانتریفیوژ با سرعت زیاد می چرخد ​​و باعث می شود مواد متراکم مختلف یا اندازه ذرات در مخلوط جدا شوند. ذرات متراکم تر یا بزرگتر به لبه بیرونی مجبور می شوند ، در حالی که سبک تر یا کوچکتر به مرکز نزدیک تر می شوند.

• این اصل به طور گسترده در زمینه های مختلف مانند پزشکی ، علوم و صنعت استفاده می شود.

روشهای خاص

l  روش سانتریفیوژ سرعت دیفرانسیل

این روش از تفاوت در میزان رسوب ذرات مختلف در یک میدان نیروی گریز از مرکز استفاده می کند. در همان شرایط سانتریفیوژ ، با افزایش مداوم نیروی سانتریفیوژ نسبی ، ذرات با اندازه ها و شکل های مختلف در یک مخلوط غیر یکنواخت گام به گام رسوب می شوند. این ماده عمدتاً برای جداسازی نمونه های عمومی و خاص مانند اندامک ها و ویروس ها استفاده می شود.

ISODCHAN روش سانتریفیوژ

نمونه در یک محیط خاص شیب بی اثر ، بارش گریز از مرکز یا تعادل رسوب را انجام می دهد. تحت عمل یک نیروی گریز از مرکز خاص ، ذرات به موقعیت های خاص خاصی در مایع شیب توزیع می شوند و در نتیجه جداسازی مناطق مختلف ایجاد می شود.

طبقه بندی دستگاه سانتریفیوژ

• با توجه به هدف: نوع آماده سازی ، نوع تحلیلی و نوع دو منظوره برای هر دو آماده سازی و تجزیه و تحلیل

• با توجه به Speed: کم سرعت ، پر سرعت ، اولتراسانتریفژها و غیره.

• طبق ساختار: می توان آن را به نوع نیمکت ، میکرو چند لوله ، نوع اسمیر سلول ، نوع شستشوی خون ، نوع یخچال با سرعت بالا ، نوع یخچال با سرعت کم ظرفیت ، سانتریفیوژ تعادل اتوماتیک با سرعت کم و و غیره تقسیم کرد.

انواع سانتریفیوژ

سانتریفیوژ کم سرعت

اینها اغلب در آزمایشگاه ها برای مرتب سازی ذرات روتین با حداکثر سرعت 4000-5000 دور در دقیقه استفاده می شوند. موارد کمی از تنظیم دما وجود دارد و اغلب در دمای اتاق عمل می شود. این سانتریفیوژها از سطل نوسان و انواع روتور با زاویه ثابت استفاده می کنند که برای جدا کردن پلاسما و سرم و همچنین مؤلفه هایی مانند مایع مغزی نخاعی ، مایعات پلور و صفاقی و ادرار استفاده می شود.

سانتریفیوژ با سرعت بالا

این می تواند با سرعت کمی سریعتر بین 15000 تا 30،000 چرخش در دقیقه کار کند ، حاوی دستگاهی برای تنظیم دما و سرعت عمل برای تجزیه و تحلیل انتقادی مولکول های بیولوژیکی ظریف است. این سانتریفیوژها از سه روتور استفاده می کنند: زاویه ثابت ، سطل نوسان و عمودی. آنها برای تصفیه DNA و RNA ، کسری درون سلولی و جداسازی اجزای سلولی مانند میتوکندری استفاده می شوند.

ماوراء حریص

این یک سانتریفیوژ بسیار توسعه یافته و پیشرفته است که می تواند مولکول های ریز و درشتی را که سانتریفیوژهای معمولی نمی توانند با سرعت سریع از هم جدا شوند ، از هم جدا کنند. سرعت روتور Ultracentrifuge می تواند از 60،000 تا 150،000 دور در دقیقه باشد. آنها نمونه ها را در گروه ها یا به عنوان سیستم های جریان مداوم اجرا می کنند و بزرگتر هستند. Ultracentrifuges در حوزه زیست شناسی مولکولی و بیوشیمی برای تصفیه اسیدهای نوکلئیک و پروتئین ها ضروری است.

اجزای دستگاه سانتریفیوژ

معرفی روتور

روتور مؤلفه اصلی یک سانتریفیوژ است که برای جدا کردن نمونه ها استفاده می شود و سرعت آن به مواد و استحکام روتور بستگی دارد. سانتریفیوژهای کم سرعت به طور معمول از آلیاژهای آلومینیوم فوق العاده سنگین و در عین حال سبک وزن استفاده می کنند ، در حالی که اولتراسانتریفوژها از آلیاژهای تیتانیوم استفاده می کنند. به طور کلی ، برای سانتریفیوژها از همان نوع ، روتورهایی که سبک تر هستند و ظرفیت های کوچکتر با سرعت بالاتر می چرخند ، در حالی که روتورهای سنگین تر با سرعت کمتری می چرخند. سانتریفیوژها اغلب دارای اشکال روتور مختلفی هستند که هر یک از آنها مزارع مختلف نیروی گریز از مرکز و مسافت های رسوب را منعکس می کنند. انتخاب مناسب روتورها بر اساس الزامات جداسازی در کاربردهای عملی بسیار مهم است.

انواع متداول روتورها

روتورهای زاویه ثابت : این روتورها لوله ها را با زاویه ای از 14 تا 40 درجه به عمودی نگه می دارند به گونه ای که ذرات در حالی که به صورت شعاعی به سمت خارج حرکت می کنند ، از فاصله کوتاهی عبور می کنند و در سانتریفیوژ دیفرانسیل استفاده می شوند.

روتورهای سطل نوسان : این روتورها به همراه لوله های سانتریفیوژ ، در زمان شتاب به حالت افقی می چرخند به گونه ای که ذرات با مسافت طولانی تر حرکت می کنند و از این طریق جداسازی آسانتر از رویی از گلوله را تسهیل می کنند. این نوع موتورها در سانتریفیوژ شیب چگالی به کار می روند.

روتورهای عمودی : اینها لوله ها را به صورت عمودی نگه می دارند ، یعنی به موازات محور حرکتی ، و ذرات مسافت های کوتاه تر با دوره های کوتاه تر برای جداسازی حرکت می کنند. از آن برای جداسازی شیب ایزوپیکنیک و چگالی استفاده می شود.

پارامترهای فنی اصلی و شاخص های عملکرد سانتریفیوژها

1. حداکثر سرعت: بالاترین سرعت چرخش قابل دستیابی توسط روتور سانتریفیوژ ، در دور در دقیقه اندازه گیری می شود.

2. حداکثر نیروی گریز از مرکز: حداکثر نیروی سانتریفیوژ نسبی (RCF) تولید شده توسط سانتریفیوژ ، در 'G ' اندازه گیری می شود.

3. حداکثر ظرفیت: حداکثر حجم نمونه که می تواند در یک چرخه سانتریفیوژ پردازش شود ، به طور معمول به عنوان 'm × n ' نشان داده می شود. (در اینجا ، 'M ' حداکثر تعداد لوله های سانتریفیوژ را که به طور همزمان در آن قرار دارند ، نشان می دهد ، و 'n ' نشان دهنده حداکثر حجم نمونه است که می تواند در دو لوله سانتریفیوژ از هم جدا شود ، در 'ml ' اندازه گیری می شود)

4. دامنه سرعت (محدوده تنظیم سرعت): دامنه قابل تنظیم سرعت روتور در سانتریفیوژ.

5. دامنه کنترل دما: دامنه دمای نمونه که می توانند در طول عملیات سانتریفیوژ کنترل شوند.

6. ولتاژ عملیاتی: ولتاژ مورد نیاز برای سانتریفیوژ برای کار.

7. مصرف برق: به طور معمول به قدرت امتیاز موتور سانتریفیوژ اشاره دارد.

برنامه ها و نگهداری از سانتریفیوژها

با توجه به سرعت چرخش بالا و نیروی گریز از مرکز قابل توجه که توسط سانتریفیوژها ایجاد می شود ، در صورت استفاده نادرست یا فاقد بازرسی و نگهداری منظم ممکن است تصادفات جدی رخ دهد. بنابراین ، روشهای عملیاتی و نگهداری باید در هنگام استفاده به شدت رعایت شود.

1. تعادل را نگه دارید : لوله های سانتریفیوژ و محتوای آنها باید از قبل متعادل شوند و به صورت متقارن قرار بگیرند. تعداد عجیب و غریب لوله ها هرگز نباید در روتور بارگذاری شوند تا اطمینان حاصل شود که بار به طور مساوی در اطراف روتور توزیع می شود.

2. محلول مناسب بار : سانتریفیوژ باز نباید با محلول بیش از حد بارگیری شود تا از بیرون آمدن آن در طول سانتریفیوژ جلوگیری شود و باعث عدم تعادل روتور ، زنگ زدگی یا خوردگی شود.

3. مشاهده را حفظ کنید : در طی فرآیند سانتریفیوژ ، ابزارهای موجود در سانتریفیوژ باید به طور مداوم رعایت شوند تا مشخص شود که آیا آنها به درستی کار می کنند. در صورت بروز هرگونه غیر طبیعی ، دستگاه باید بلافاصله برای بازرسی متوقف شود و نقص عملکرد سریعاً از بین برود. تا زمانی که علت ریشه مشخص نشود ، نباید به کار خود ادامه دهد.

4. بازرسی قبل از هر استفاده : دیافراگم های روتور باید برای هرگونه اشیاء خارجی و خاک برای حفظ تعادل به شدت مورد بازرسی قرار گیرند. روتور نیز باید برای هرگونه علائم آسیب یا سایش بررسی شود.

5. به لوله های پلاستیکی توجه کنید : فرکانس استفاده از لوله های سانتریفیوژ پلاستیکی را کنترل کنید و مشخصات تطبیق را بررسی کنید. انواع مختلف لوله های سانتریفیوژ دارای خاصیت مواد مختلف و حداکثر سرعت هستند.

6. قبل از خنک شدن : هنگامی که نمونه های سانتریفیوژ در دمای پایین ، پیش از خنک شدن برای مدت معینی لازم است.

7. نگهداری منظم : افقی بودن بدنه اصلی سانتریفیوژ باید هر سه ماه یک بار کالیبره شود. در صورت استفاده منظم ، باید با سرعت کم به مدت 1 تا 2 بار در ماه ، هر بار به مدت 0.5 ساعت شروع شود.

خرابی های سانتریفیوژ مشترک و روش های عیب یابی

شکست های مشترک

1. موتور در حال اجرا نیست

2. موتور نتواند به سرعت امتیاز برسد

3. آسیب روتور

4. عدم موفقیت در فریزر یا عملکرد خنک کننده ضعیف

5. لرزش بیش از حد یا سر و صدای غیرمعمول از بدن سانتریفیوژ

روش های عیب یابی

برای اینکه موتور در حال اجرا نباشد

1. چراغ نشانگر اصلی روشن نیست: بررسی کنید که فیوز دمیده شده است و از تماس خوب بین سیم برق ، پلاگین و سوکت اطمینان حاصل می کنید.

2. نشانگر اصلی قدرت روشن اما موتور نمی تواند شروع شود:

(1) بررسی کنید که آیا سوئیچ باند یا مقاومت متغیر چینی آسیب دیده است یا سیم های اتصال آنها قطع شده است.

(2) اتصالات قطع شده یا داخلی را در سیم پیچ میدان مغناطیسی بررسی کنید.

3. اندازه گیری پمپ خلاء و مقادیر نشانگر فشار روغن را بررسی کنید.

برای عدم موفقیت موتور

1. آسیب یا انسداد شافت را رانندگی کنید. باید سریعاً تمیز و جایگزین شود.

2. برای اطمینان از تماس خوب یا تعویض آنها ، رفت و آمد و برس ها را تمیز کنید.

3. هر مدارهای کوتاه یا مدارهای باز را در سیم پیچ های روتور سیم پیچ بررسی کنید.

برای آسیب روتور

1. سرهای روتور می توانند لوله های سانتریفیوژ را به دلیل عواملی مانند خستگی فلزی ، بیش از حد ، بیش از حد ، خوردگی شیمیایی ، انتخاب نادرست ، استفاده نامتعادل در حین کار و خرابی کنترل دما ، پارگی کنند که منجر به نشت نمونه و آسیب سر روتور می شود. موتور الکتریکی دارای یاتاقان های فوقانی و پایین است که به روغن کاری دوره ای نیاز دارند (هر شش ماه یا سالانه).

2. اپراتورها باید در روشهای عملیاتی مهارت داشته باشند ، لوله های سانتریفیوژ مناسب و سرهای روتور را به درستی انتخاب کنند و به عوامل ایمنی و دوره های ضمانت برای استفاده از سر روتور پایبند باشند.

برای عدم موفقیت در فریزر یا عملکرد خنک کننده ضعیف

1. خرابی برق ، سیم برق و فیوزها را به طور جداگانه بررسی کنید.

2. ولتاژ کم باعث می شود دستگاه های ایمنی مانع از شروع فریزر شود.

3.

4. عملکرد تهویه ضعیف همچنین می تواند بر راندمان خنک کننده تأثیر بگذارد.

برای لرزش بیش از حد یا سر و صدای غیرمعمول از بدن سانتریفیوژ

1. وزن لوله های سانتریفیوژ نامتوازن است و به صورت نامتقارن قرار می گیرند.

2. در سوراخ های روتور اشیاء خارجی وجود دارد ، بار نامتعادل است ، یا از آستین های لوله ای بدون صلاحیت استفاده می شود.

3 مهره ثابت در انتهای فوقانی شافت روتور سست است و باعث ایجاد اصطکاک یا خم شدن شافت روتور می شود.

4. روتور موتور که در مرکز میدان مغناطیسی قرار نمی گیرد باعث ایجاد سر و صدا می شود.

5. پیچ های ثابت چشمه های میرایی روی پایه سست است ، یا یکی از چشمه ها شکسته است.

6. خود روتور آسیب دیده است.