淺析(xi)離心機的(de)工(gong)作(zuo)原理
離(li)心機是壹(yi)種(zhong)分(fen)離機械,其作(zuo)用(yong)是將固體和液(ye)體(ti)的(de)混合液(ye)(液體(ti)和液(ye)體(ti))進(jin)行(xing)分(fen)離,從(cong)而(er)分(fen)別得到(dao)固體和液(ye)體(ti)(或(huo)液體和液(ye)體(ti)),離(li)心機的(de)工(gong)作(zuo)原理是把(ba)壹(yi)種(zhong)具有不同密度的(de)混合液(ye)靜(jing)置後會出現自(zi)然(ran)分(fen)層(ceng)現象(xiang),固體壹(yi)般(ban)會沈(chen)降(jiang)到(dao)底層(ceng),而上(shang)層(ceng)則形成澄(cheng)清的(de)液(ye)體(ti)。分(fen)層(ceng)靠的(de)是地(di)球的(de)重力加速度,為(wei)了(le)適應(ying)工業生(sheng)產(chan)需(xu)要(yao),人們(men)需要(yao)更快和更多(duo)的(de)分(fen)離某些(xie)混合液(ye),這樣就(jiu)產(chan)生(sheng)了(le)離(li)心機。
離心機通過高速旋轉(zhuan),產(chan)生(sheng)強(qiang)大(da)的(de)離(li)心力,其離心分(fen)離系(xi)數通(tong)常是重力加速度的(de)上(shang)百倍、千(qian)倍和萬倍(bei),因(yin)此(ci)分(fen)離速(su)度很快,但(dan)是由(you)於(yu)不(bu)同的(de)物料性(xing)質差(cha)異(yi)很大(da),所(suo)以(yi)形(xing)成了(le)各(ge)種不同規(gui)格(ge)的(de)離(li)心機,壹(yi)般(ban)固體和液(ye)體(ti)進(jin)行(xing)分(fen)離的(de)離(li)心機轉速在(zai)3000轉以(yi)下,顆粒更細(xi),密度差(cha)更小的(de)混合液(ye)則需要(yao)轉速(su)在(zai)8000~30000之間的(de)離(li)心機進行分(fen)離,而(er)像(xiang)鈾(you)的(de)濃(nong)縮分(fen)離則需要(yao)更高轉速的(de)離(li)心機。
離心機的(de)主(zhu)要(yao)原理是通(tong)過(guo)高速運轉(zhuan)的(de)離(li)心轉(zhuan)鼓(gu)產生(sheng)的(de)離(li)心力(配(pei)合適當(dang)的(de)濾(lv)材),將固液混合液(ye)中的(de)液(ye)相(xiang)加速(su)甩出轉鼓(gu),而將固相留(liu)在(zai)轉鼓(gu)內,達(da)到(dao)分(fen)離固體和液(ye)體(ti)的(de)效(xiao)果,或(huo)者俗稱脫(tuo)水(shui)的(de)效(xiao)果。
當含(han)有細(xi)小顆粒的(de)懸浮液靜(jing)置不動(dong)時,由於重力場的(de)作(zuo)用(yong)使得懸浮的(de)顆粒逐漸(jian)下沈(chen)。粒(li)子越重,下沈(chen)越(yue)快,反之密度比液體小的(de)粒(li)子就會上(shang)浮。離心機微粒在(zai)重力場下移(yi)動(dong)的(de)速(su)度與微粒的(de)大(da)小、形(xing)態(tai)和密度有關(guan),並(bing)且又(you)與重力場的(de)強(qiang)度及(ji)液(ye)體(ti)的(de)粘(zhan)度有關(guan)。象(xiang)紅血(xue)球大小的(de)顆粒,直(zhi)徑為(wei)數(shu)微米,就可以在(zai)通常(chang)重力作(zuo)用(yong)下(xia)觀察(cha)到(dao)它們的(de)沈(chen)降(jiang)過程(cheng)。
沈(chen)降(jiang)式離心機的(de)主(zhu)要(yao)原理是通(tong)過(guo)轉(zhuan)子高速旋轉(zhuan)產(chan)生(sheng)的(de)強(qiang)大(da)的(de)離(li)心力,加快混合液(ye)中不(bu)同比重成分(fen)(固相或(huo)液相)的(de)沈(chen)降(jiang)速度,把(ba)樣品中(zhong)不(bu)同沈(chen)降(jiang)系(xi)數和浮力密度的(de)物質分(fen)離開(kai)。
此(ci)外,物質在(zai)介質中沈(chen)降(jiang)時還伴隨(sui)有擴散現象(xiang)。擴(kuo)散(san)是無(wu)條件的(de)的(de)。擴(kuo)散(san)與物質的(de)質量成反比,顆粒越小擴(kuo)散(san)越嚴(yan)重。而沈(chen)降(jiang)是相(xiang)對(dui)的(de),有條件的(de),要(yao)受(shou)到(dao)外力才能運動(dong)。沈(chen)降(jiang)與物體重量成正(zheng)比,顆粒越大(da)沈(chen)降(jiang)越快。對(dui)小於(yu)幾(ji)微米的(de)微(wei)粒(li)如病毒(du)或(huo)蛋(dan)白質等(deng),它們在(zai)溶(rong)液中成膠(jiao)體或(huo)半膠體(ti)狀(zhuang)態,僅(jin)僅(jin)利用重力是不(bu)可(ke)能觀察(cha)到(dao)沈(chen)降(jiang)過程(cheng)的(de)。因(yin)為(wei)顆粒越小沈(chen)降(jiang)越慢,而(er)擴散現象(xiang)則越嚴(yan)重。所以(yi)需要(yao)利用離(li)心機產生(sheng)強(qiang)大(da)的(de)離(li)心力,才能迫(po)使這(zhe)些微(wei)粒克服擴(kuo)散產生(sheng)沈(chen)降(jiang)運動(dong)。