離心機(Centrifuge)是一種機械,可借由電動(dòng)機或其他機械的帶動而高速轉動,產生數千倍(bèi)於重力的離心力(lì),以(yǐ)加快液體中顆粒的沉降速度(dù),把樣品中不同沉降係數和密(mì)度質量的(de)物質分離(lí)。
離心力的大與小(xiǎo),轉動(dòng)速度(dù)、旋轉(zhuǎn)半(bàn)徑以(yǐ)及物質的質量而決定。
離心機廣泛運用於化學工程、石油、食品加工、製藥、選礦工程、炭、水處(chù)理、核能(néng)工業和船舶等部門。
早期應用—中國古人會取一端套(tào)住陶罐的繩子並(bìng)甩動以產生離(lí)心力,擠出陶罐裏的蜂蜜。
近代—19世紀中葉的歐洲,首先出現紡織(zhī)品(pǐn)脫水的三足式離心機(jī),和製(zhì)糖廠分離砂糖結晶用的(de)上懸式離心機。
這些早期離心機雖尚未(wèi)全自動化,需以人力進行排渣,卻已有了現(xiàn)代(dài)離心機雛形。
利用向心加速度公式得知,密度較大之物體(tǐ)在下,密度較小之物體在上。
(1)離心過濾,使懸浮液受離心力,而對過濾介質施加壓力,液體通(tōng)過過濾麵,固體顆粒被截下,從(cóng)而液-固分離。
(2)離心沉降,利(lì)用懸浮液(yè)(或乳濁液)密度不同的各成分在離心力場中迅速沉降分層(céng)的原理,以達成液-固(或(huò)液-液)分離。
相對離心場(RCF, relative centrifugal field),以重力加速度 g 的倍數來表示;
rpm(revolution per minute,或r/min)表示離心機每分鍾的轉數。rpm與 g 之間的換算公式為 :RCF = 1.119x 10^-5 x rpm^2 x r
其中 r 表(biǎo)示離(lí)心機轉軸中心與離心管中(zhōng)心的距離,單位為公分。離心管的位置由轉子(rotor)決(jué)定,因此 r 必須查閱相關轉子的參數而得。
1.遺傳工程學、酶工(gōng)程學
批次離心(xīn)機(或(huò)瓶式(shì)離心機)是實驗室常用的離(lí)心機型(xíng)。如果具超強之離心力,則可應用(yòng)於超離(lí)心技術(微分離心技術(shù))。此即分離混合物中各成分,已成功應用(yòng)於細胞內胞(bāo)器(qì)如線粒體、微粒體、溶酶體等之分離,或各種蛋白質及核酸之分離。超離(lí)心技術是研究遺傳工程學、酶工程學必須的基礎。
2.同位素分離
以氣體離心法進行同位素的加工製造,核武所需的濃縮鈾即可借由此方法(fǎ)製造出來,因此離心(xīn)機在國際(jì)間列為受管製的設備。
3.航空技術
以離(lí)心力模擬重力加速度(dù),以探求生物在極端狀況下(xià)體內物件位移。
4.工業用
此作動機械雖泛稱遠心分離機,為區分工業用機械,取之離心式分離機,離心機應用極廣,切削液過濾係統主要用途是分離切(qiē)削液裏在研磨加工過程中所產生的雜質,可分離的雜質不限於金屬,非金屬材質如:矽、玻璃、石墨、不鏽鋼...等非磁性雜質也可過濾。借由離心力將雜質高速分離,使切削液能迅速的重複(fù)利用。經由離心力(lì)分離的設計結構,可(kě)省(shěng)去耗(hào)材濾袋的使用,節能(néng)減碳、友善環境的設計是現今產(chǎn)業的發展趨勢。以離心力模擬重力(lì)加速度(dù),以探求生物在極端狀況下體內(nèi)物(wù)件位移。
5.農業用(yòng)
蜂蜜采(cǎi)集(jí):將蜂巢(cháo)箱內的蜂巢(cháo)置入離心機之中,以手搖方式轉動,蜂(fēng)巢中的蜂蜜(mì)會甩(shuǎi)出而流入收集器之中。
衡量離(lí)心分(fèn)離(lí)機分離性能的重要指標是分離因數。表(biǎo)示為被分離物(wù)料在轉鼓內所受的離心(xīn)力與其(qí)重力的比值,分離因數越大,通常(cháng)分離越快,效果越好。
最大轉速,離心機在空(kōng)載情(qíng)況(kuàng)下的轉速。根據最大轉速的不同(tóng),離心機可(kě)更細分為:
(1)低速離心機 10000 rpm· min -1
(2)高速離心機 10000 rpm · min~30000 rpm · min -1
(3)超高速離心(xīn)機 30000 rpm ·min-1