सेंट्रीफ्यूज मशीन का परिचय

एक अपकेंद्रित्र एक महत्वपूर्ण वैज्ञानिक उपकरण है जो घनत्व के आधार पर अलग -अलग पदार्थों के लिए केन्द्रापसारक बल का उपयोग करता है, रसायन विज्ञान, जैव रसायन और आणविक जीव विज्ञान जैसे क्षेत्रों में आवश्यक है। यह कम, उच्च और अल्ट्रा-स्पीड वेरिएंट में आता है, जिसमें घूर्णी गति और क्षमता प्रमुख कारक होती है। ऑपरेशन के दौरान सख्त सुरक्षा प्रक्रियाओं का पालन करना अनिवार्य है।

लेख निम्नलिखित बिंदुओं से centrifuges का परिचय देगा।

सेंट्रीफ्यूज मशीन का कार्य सिद्धांत 

सेंट्रीफ्यूज मशीन का वर्गीकरण

सेंट्रीफ्यूज मशीन के घटक

मुख्य तकनीकी पैरामीटर और सेंट्रीफ्यूज के प्रदर्शन सूचकांक

अनुप्रयोग और सेंट्रीफ्यूज के रखरखाव

सामान्य सेंट्रीफ्यूज विफलताएं और समस्या निवारण विधियाँ

सेंट्रीफ्यूज मशीन का कार्य सिद्धांत

सामान्य सिद्धांत

• एक सेंट्रीफ्यूज का कार्य सिद्धांत केन्द्रापसारक बल के अनुप्रयोग पर आधारित है।

• अपकेंद्रित्र उच्च गति पर घूमता है, जिससे अलग -अलग घनत्व या कण आकार के पदार्थों को अलग करने के लिए अलग -अलग होता है। सघन या बड़े कणों को बाहरी किनारे पर मजबूर किया जाता है, जबकि लाइटर या छोटे लोग केंद्र के करीब रहते हैं।

• इस सिद्धांत का व्यापक रूप से विभिन्न क्षेत्रों जैसे चिकित्सा, विज्ञान और उद्योग में उपयोग किया जाता है।

विशिष्ट तरीके

एल  विभेदक वेग सेंट्रीफ्यूजेशन विधि

यह विधि एक केन्द्रापसारक बल क्षेत्र में विभिन्न कणों की अवसादन दरों में अंतर का उपयोग करती है। एक ही सेंट्रीफ्यूजेशन स्थितियों के तहत, सापेक्ष केन्द्रापसारक बल को लगातार बढ़ाने से, एक गैर-समान मिश्रण में विभिन्न आकारों और आकारों के कणों को चरण-कदम से उपजी है। इसका उपयोग मुख्य रूप से सामान्य और विशेष नमूनों के पृथक्करण के लिए किया जाता है, जैसे कि ऑर्गेनेल और वायरस।

एल  आइसोडेंसिटी सेंट्रीफ्यूजेशन विधि

नमूना एक निश्चित अक्रिय ढाल माध्यम में केन्द्रापसारक वर्षा या अवसादन संतुलन से गुजरता है। एक निश्चित केन्द्रापसारक बल की कार्रवाई के तहत, कणों को ढाल तरल में कुछ विशिष्ट पदों पर वितरित किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप विभिन्न क्षेत्रों का पृथक्करण होता है।

सेंट्रीफ्यूज मशीन का वर्गीकरण

• उद्देश्य के अनुसार: तैयारी प्रकार, विश्लेषणात्मक प्रकार और तैयारी और विश्लेषण दोनों के लिए दोहरे उद्देश्य प्रकार

• गति के अनुसार: कम गति, उच्च गति, अल्ट्रासेन्ट्रिफ्यूज, आदि।

• संरचना के अनुसार: इसे बेंच-टॉप प्रकार, मल्टी-ट्यूब माइक्रो टाइप, सेल स्मीयर टाइप, ब्लड वॉशिंग टाइप, हाई-स्पीड रेफ्रिजरेटेड टाइप, लार्ज-साइक्शन लो-स्पीड रेफ्रिजरेटेड टाइप, बेंच-टॉप लो-स्पीड ऑटोमैटिक बैलेंस सेंट्रीफ्यूज, ई.के.

सेंट्रीफ्यूज के प्रकार

कम गति अपकेंद्रण

इनका उपयोग अक्सर 4000-5000 आरपीएम की अधिकतम गति से संचालित नियमित कण छंटाई के लिए प्रयोगशालाओं में किया जाता है। तापमान विनियमन के कुछ उदाहरण हैं और अक्सर कमरे के तापमान पर संचालित होते हैं। ये सेंट्रीफ्यूज स्विंगिंग बकेट और फिक्स्ड-एंगल रोटर प्रकारों को नियोजित करते हैं, जिनका उपयोग प्लाज्मा और सीरम को अलग करने के लिए किया जाता है, साथ ही मस्तिष्कमेरु द्रव, फुफ्फुस और पेरिटोनियल तरल पदार्थ और मूत्र जैसे घटक भी।

उच्च गति अपकेंद्रण

यह प्रति मिनट 15,000 और 30,000 क्रांतियों के बीच कुछ तेज दरों पर काम कर सकता है, जिसमें नाजुक जैविक अणुओं के महत्वपूर्ण विश्लेषण के लिए ऑपरेशन के तापमान और गति दोनों को विनियमित करने के लिए एक उपकरण है। ये सेंट्रीफ्यूज तीन रोटर्स को रोजगार देते हैं: फिक्स्ड एंगल, स्विंगिंग बकेट और वर्टिकल। वे डीएनए और आरएनए शोधन, उपकोशिकीय अंशांकन और माइटोकॉन्ड्रिया जैसे सेलुलर घटकों को अलग करने के लिए उपयोग किए जाते हैं।

ultracentrifuge

यह एक उच्च विकसित और परिष्कृत अपकेंद्रित्र है जो छोटे अणुओं को अलग कर सकता है जो पारंपरिक सेंट्रीफ्यूज एक तेज़ दर पर अलग नहीं कर सकते हैं। अल्ट्रासेन्ट्रिफ्यूज रोटर की गति 60,000 से 150,000 आरपीएम तक हो सकती है। वे समूहों में या निरंतर प्रवाह प्रणालियों के रूप में नमूने चलाते हैं और बड़े होते हैं। अल्ट्रासेन्ट्रिफ्यूज न्यूक्लिक एसिड और प्रोटीन की शुद्धि के लिए आणविक जीव विज्ञान और जैव रसायन के दायरे में अपरिहार्य हैं।

सेंट्रीफ्यूज मशीन के घटक

रोटर की शुरूआत

रोटर नमूनों को अलग करने के लिए उपयोग किए जाने वाले एक अपकेंद्रित्र का मुख्य घटक है, और इसकी गति रोटर की सामग्री और ताकत पर निर्भर करती है। कम गति वाले सेंट्रीफ्यूज आमतौर पर मजबूत अभी तक हल्के सुपर-हार्ड एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं का उपयोग करते हैं, जबकि अल्ट्रासेन्ट्रिफ्यूज टाइटेनियम मिश्र धातुओं का उपयोग करते हैं। आम तौर पर, एक ही प्रकार के सेंट्रीफ्यूज के लिए, रोटार जो हल्के होते हैं और उच्च गति पर छोटी क्षमता स्पिन होती हैं, जबकि भारी रोटर्स कम गति पर स्पिन करते हैं। सेंट्रीफ्यूज में अक्सर विभिन्न रोटर आकार होते हैं, प्रत्येक अलग -अलग केन्द्रापसारक बल क्षेत्रों और अवसादन दूरी को दर्शाता है। अलगाव आवश्यकताओं के आधार पर रोटारों का उचित चयन व्यावहारिक अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण है।

रोटर्स के सामान्य प्रकार

फिक्स्ड एंगल रोटर्स : ये रोटर्स 14 से 40 ° के कोण पर नलियों को ऊर्ध्वाधर में रखते हैं जैसे कि कण रेडियल रूप से बाहर की ओर बढ़ते समय थोड़ी दूरी पर यात्रा करते हैं और अंतर सेंट्रीफ्यूजेशन में उपयोग किए जाते हैं।

स्विंगिंग बकेट रोटार : ये रोटर्स, सेंट्रीफ्यूज ट्यूब्स के साथ, त्वरण के समय के दौरान एक क्षैतिज स्थिति के लिए बाहर झूलते हैं जैसे कि कण एक लंबी दूरी की यात्रा करते हैं, जिससे गोली से सतह पर तैरनेवाला के अलग -अलग अलगाव की सुविधा होती है। इस प्रकार के मोटर्स को घनत्व ढाल सेंट्रीफ्यूजेशन में नियोजित किया जाता है।

ऊर्ध्वाधर रोटर्स : ये नलियों को लंबवत रूप से पकड़ते हैं, अर्थात, मोटर अक्ष के समानांतर, और कण पृथक्करण के लिए छोटी अवधि के साथ छोटी दूरी को स्थानांतरित करते हैं। इसका उपयोग आइसोपिकेनिक और घनत्व ढाल पृथक्करण के लिए किया जाता है।

मुख्य तकनीकी पैरामीटर और सेंट्रीफ्यूज के प्रदर्शन सूचकांक

1. अधिकतम गति: सेंट्रीफ्यूज रोटर द्वारा प्राप्त उच्चतम घूर्णी गति, आरपीएम में मापा जाता है।

2. अधिकतम केन्द्रापसारक बल: सेंट्रीफ्यूज द्वारा उत्पन्न अधिकतम सापेक्ष केन्द्रापसारक बल (आरसीएफ), 'g ' में मापा जाता है।

3. अधिकतम योग्यता: अधिकतम नमूना मात्रा जिसे एक सेंट्रीफ्यूजेशन चक्र में संसाधित किया जा सकता है, आमतौर पर 'm × n ' के रूप में दर्शाया जाता है। (यहाँ, 'm ' एक बार में समायोजित अपकेंद्रित्र ट्यूबों की अधिकतम संख्या को दर्शाता है, और 'n ' अधिकतम नमूना मात्रा का प्रतिनिधित्व करता है जिसे दो centrifuge ट्यूबों में अलग किया जा सकता है, जिसे 'ml ' में मापा जाता है।)

4. स्पीड रेंज (स्पीड सेटिंग रेंज): सेंट्रीफ्यूज पर रोटर गति की समायोज्य सीमा।

5. तापमान नियंत्रण सीमा: नमूना तापमान की सीमा जिसे सेंट्रीफ्यूज ऑपरेशन के दौरान नियंत्रित किया जा सकता है।

6. ऑपरेटिंग वोल्टेज: वोल्टेज को संचालित करने के लिए सेंट्रीफ्यूज के लिए आवश्यक वोल्टेज।

7. बिजली की खपत: आमतौर पर अपकेंद्रित्र मोटर की रेटेड शक्ति को संदर्भित करता है।

अनुप्रयोग और सेंट्रीफ्यूज के रखरखाव

उच्च घूर्णी गति और सेंट्रीफ्यूज द्वारा उत्पन्न पर्याप्त केन्द्रापसारक बल के कारण, गंभीर दुर्घटनाएं हो सकती हैं यदि वे अनुचित तरीके से उपयोग किए जाते हैं या नियमित निरीक्षण और रखरखाव की कमी करते हैं। इसलिए, ऑपरेशन प्रक्रियाओं और रखरखाव को उपयोग के दौरान कड़ाई से पालन किया जाना चाहिए।

1. संतुलन रखें : अपकेंद्रित्र ट्यूब और उनकी सामग्री को पहले से संतुलित किया जाना चाहिए और सममित रूप से रखा जाना चाहिए। रोटर के चारों ओर लोड को समान रूप से वितरित करने के लिए रोटर में एक विषम संख्या को कभी भी रोटर में लोड नहीं किया जाना चाहिए।

2. लोड उचित समाधान : खुले सेंट्रीफ्यूज को अत्यधिक समाधान के साथ लोड नहीं किया जाना चाहिए ताकि इसे सेंट्रीफ्यूजेशन के दौरान बाहर निकालने से रोका जा सके, जिससे रोटर असंतुलन, जंग या जंग का कारण बनता है।

3. अवलोकन रखें : सेंट्रीफ्यूजेशन प्रक्रिया के दौरान, सेंट्रीफ्यूज पर उपकरण, लगातार यह निर्धारित करने के लिए मनाया जाना चाहिए कि क्या वे ठीक से काम कर रहे हैं। यदि कोई असामान्य होता है, तो मशीन को निरीक्षण के लिए तुरंत रोक दिया जाना चाहिए और खराबी को तुरंत समाप्त कर दिया जाना चाहिए। जब तक मूल कारण की पहचान नहीं की जाती है, तब तक यह संचालित नहीं होना चाहिए।

4. प्रत्येक का उपयोग करने से पहले निरीक्षण : रोटर एपर्चर को किसी भी विदेशी वस्तुओं के लिए कड़ाई से निरीक्षण किया जाना चाहिए और संतुलन बनाए रखने के लिए गंदगी। रोटर को नुकसान या पहनने के किसी भी संकेत के लिए भी जांचा जाना चाहिए।

5. प्लास्टिक ट्यूबों पर ध्यान दें : प्लास्टिक अपकेंद्रित्र ट्यूबों की उपयोग आवृत्ति को नियंत्रित करें और मिलान विनिर्देशों की जांच करें। विभिन्न प्रकार के अपकेंद्रित्र ट्यूबों में अलग -अलग भौतिक गुण और अधिकतम गति सीमा होती है।

6. प्री-कूलिंग : जब कम तापमान पर नमूनों को सेंट्रीफ्यूग करना, समय की एक निश्चित अवधि के लिए प्री-कूलिंग आवश्यक है।

7. नियमित रखरखाव : सेंट्रीफ्यूज के मुख्य निकाय की क्षैतिजता को हर तीन महीने में एक बार कैलिब्रेट किया जाना चाहिए। जब नियमित उपयोग में नहीं होता है, तो इसे प्रति माह 1 से 2 बार कम गति से शुरू किया जाना चाहिए, हर बार 0.5 घंटे के लिए।

सामान्य सेंट्रीफ्यूज विफलताएं और समस्या निवारण विधियाँ

सामान्य विफलता

1. मोटर नहीं चल रहा है

2। मोटर रेटेड गति तक पहुंचने में विफल रहता है

3। रोटर क्षति

4। फ्रीजर विफलता शुरू या खराब कूलिंग प्रदर्शन

5। अपकेंद्रित्र शरीर से अत्यधिक कंपन या असामान्य शोर

समस्या निवारण विधियाँ

मोटर नहीं चल रहा है

1. मुख्य पावर इंडिकेटर लाइट ऑन नहीं: जांचें कि क्या फ्यूज उड़ाया गया है, और पावर कॉर्ड, प्लग और सॉकेट के बीच अच्छा संपर्क सुनिश्चित करें।

2। मुख्य पावर इंडिकेटर लाइट ऑन लेकिन मोटर शुरू नहीं हो सकता:

(1) जांचें कि क्या बैंड स्विच या चीनी मिट्टी के बरतन चर अवरोधक क्षतिग्रस्त है, या यदि उनके कनेक्टिंग तारों को डिस्कनेक्ट किया गया है।

(2) चुंबकीय क्षेत्र कॉइल में डिस्कनेक्ट या आंतरिक रूप से शॉर्ट-सर्किटेड कनेक्शन के लिए जांच करें।

3। वैक्यूम पंप गेज और तेल दबाव संकेतक मानों की जाँच करें।

मोटर के लिए रेटेड गति तक पहुंचने में विफल

1। ड्राइव शाफ्ट क्षति या रुकावट। इसे साफ किया जाना चाहिए और तुरंत बदल दिया जाना चाहिए।

2। अच्छा संपर्क सुनिश्चित करने के लिए कम्यूटेटर और ब्रश को साफ करें, या उन्हें बदलें।

3. रोटर कॉइल वाइंडिंग में किसी भी छोटे सर्किट या ओपन सर्किट के लिए जाँच करें।

रोटर क्षति के लिए

1. रोटर सिर धातु की थकान, ओवरस्पीड, ओवरस्ट्रेस, रासायनिक संक्षारण, अनुचित चयन, ऑपरेशन के दौरान असंतुलित उपयोग, और तापमान नियंत्रण विफलता जैसे कारकों के कारण अपकेंद्रित्र ट्यूबों को तोड़ सकते हैं, जिससे नमूना रिसाव और रोटर सिर की क्षति होती है। इलेक्ट्रिक मोटर में ऊपरी और निचले बीयरिंग होती हैं जिन्हें आवधिक स्नेहन (हर छह महीने या सालाना) की आवश्यकता होती है।

2। ऑपरेटरों को परिचालन प्रक्रियाओं में कुशल होना चाहिए, सही ढंग से उपयुक्त सेंट्रीफ्यूज ट्यूब और रोटर हेड्स का चयन करना चाहिए, और रोटर हेड के उपयोग के लिए सुरक्षा कारकों और वारंटी अवधि का पालन करना चाहिए।

फ्रीजर विफलता के लिए या खराब कूलिंग प्रदर्शन को खराब करने के लिए

1। बिजली की विफलता, पावर कॉर्ड और फ़्यूज़ को अलग से जांचें।

2। कम वोल्टेज सुरक्षा उपकरणों को ट्रिगर करता है जो फ्रीजर को शुरू करने से रोकता है।

3। जब पावर वोल्टेज 180V से 190V तक गिर जाता है, तो फ्रीजर शुरू नहीं हो सकता है, जिससे शीतलन दक्षता प्रभावित होती है।

4। खराब वेंटिलेशन प्रदर्शन भी शीतलन दक्षता को प्रभावित कर सकता है।

अपकेंद्रित्र शरीर से अत्यधिक कंपन या असामान्य शोर के लिए

1। अपकेंद्रित्र ट्यूबों का वजन असंतुलित है, और उन्हें विषम रूप से रखा जाता है।

2। रोटर छेद में विदेशी वस्तुएं हैं, लोड असंतुलित है, या अयोग्य ट्यूब आस्तीन का उपयोग किया जाता है।

3। रोटर शाफ्ट के ऊपरी छोर पर फिक्सिंग नट ढीला होता है, जिससे रोटर शाफ्ट का घर्षण या झुकना होता है।

4। मोटर रोटर चुंबकीय क्षेत्र के केंद्र में नहीं होने से शोर उत्पन्न करेगा।

5। आधार पर डंपिंग स्प्रिंग्स के फिक्सिंग स्क्रू ढीले हैं, या स्प्रिंग्स में से एक टूट गया है।

6। रोटर ही क्षतिग्रस्त हो जाता है।