هل تعرف مبدأ عمل واحتياطات جهاز الطرد المركزي؟

يستخدم جهاز الطرد المركزي تقنية فصل فعالة، وتستخدم على نطاق واسع في المجالات الصيدلانية والكيميائية والغذائية وغيرها من المجالات. يقوم جهاز الطرد المركزي بفصل الخليط عن طريق استخدام معاملات الترسيب المختلفة للمواد تحت قوى طرد مركزي مختلفة للحصول على المنتج المستهدف. وله تطبيقات مهمة في تحضير المنتجات البيولوجية، وفصل المعلقات وغيرها من العمليات. يمكن تقسيم عملية الطرد المركزي الكاملة إلى المعالجة المسبقة والفصل بالطرد المركزي والمعالجة اللاحقة، ولكل رابط متطلبات عملية فريدة وصعوبات فنية. والآن سنأخذك إلى فهم عميق لجهاز الطرد المركزي...

ما هي السيناريوهات التطبيقية لأجهزة الطرد المركزي؟

1. تطبيقات أجهزة الطرد المركزي في المستشفيات: تستخدم أجهزة الطرد المركزي في المستشفيات بشكل رئيسي لفصل وتنقية الدم، مثل فصل البلازما، وفصل الصفائح الدموية، وفصل المصل والمصل وتنقية البلازما.

2. تطبيقات أجهزة الطرد المركزي في الصناعات الغذائية: يمكن استخدام أجهزة الطرد المركزي لاستخلاص عصائر الفاكهة والخضروات، كما يمكن استخدامها أيضًا لفصل مسحوق الحليب في الصناعات التحويلية للألبان أو منتجات الألبان.

3. تطبيقات أجهزة الطرد المركزي في الصناعة الكيميائية: يمكن استخدام أجهزة الطرد المركزي لتركيز المواد الكيميائية وإعادة بلورتها وإزالة الشوائب.

4. تطبيق أجهزة الطرد المركزي في صناعة معالجة المياه: يمكن استخدام أجهزة الطرد المركزي لإعادة تدوير مياه الصرف الصحي، وتكرير المياه المعاد تدويرها، وتنظيف وحماية مرافق معالجة المياه، وما إلى ذلك.

5. تطبيق أجهزة الطرد المركزي في صناعة معالجة الطين: يمكن استخدام أجهزة الطرد المركزي لإزالة الطين من حقول النفط، وتنظيف وإعادة تدوير مرافق معالجة مياه الصرف الصحي، وإعداد الطين وتخفيف المواد المترسبة، وما إلى ذلك.

ما هي أنواع أجهزة الطرد المركزي الموجودة؟

1. جهاز الطرد المركزي للفصل: جهاز الطرد المركزي للفصل هو النوع الأكثر استخدامًا من أجهزة الطرد المركزي، ويستخدم بشكل أساسي لفصل المواد الصلبة عن السوائل أو أنواع مختلفة من المواد الصلبة في الخليط. وتشمل التطبيقات الشائعة فصل المواد الصلبة والسائلة، وتصنيف الجسيمات الصلبة، واستخلاص البروتين، وفصل مكونات الدم، وما إلى ذلك.

2. سرعة الطرد المركزي: تشير سرعة الطرد المركزي إلى جهاز طرد مركزي ذو سرعة عمل عالية نسبيًا، والتي يمكن أن تصل إلى عشرات الآلاف من الثورات في الدقيقة. يتم استخدامه بشكل أساسي لفصل الجزيئات الصغيرة أو العينات ذات الوزن الجزيئي الصغير، مثل الطرد المركزي للترسيب للأحماض النووية والبروتينات.

3. جهاز طرد مركزي فائق السرعة: جهاز طرد مركزي فائق السرعة هو نوع من أجهزة الطرد المركزي عالية السرعة. يمكن أن تصل سرعة العمل إلى مئات الآلاف من الثورات في الدقيقة. يتم استخدامه بشكل أساسي لفصل الجسيمات الدقيقة والجسيمات متناهية الصغر والفيروسات والعينات الأخرى. وتشمل التطبيقات الشائعة فصل جزيئات الفيروس، وأبحاث علم البلورات البروتينية، وما إلى ذلك.

4. جهاز الطرد المركزي المستمر: جهاز الطرد المركزي المستمر هو جهاز طرد مركزي يمكنه العمل بشكل مستمر ومناسب للفصل بالطرد المركزي على نطاق واسع، مثل عمليات الفصل والجفاف في الإنتاج الصناعي.

5. أجهزة الطرد المركزي للعملية: أجهزة الطرد المركزي للعملية عبارة عن أجهزة طرد مركزي كبيرة مصممة خصيصًا للإنتاج الصناعي. يمكنها إجراء الفصل بالطرد المركزي على نطاق واسع، والتركيز، والجفاف وعمليات المعالجة الأخرى. ويستخدم على نطاق واسع في الصناعات الكيميائية والغذائية والأدوية وغيرها.

بالطبع، بالإضافة إلى الأنواع المذكورة أعلاه، هناك أيضًا أجهزة طرد مركزي ناتئ، وأجهزة طرد مركزي قرصية مائلة، وأجهزة طرد مركزي نفاثة، وأجهزة طرد مركزي متغيرة الحجم وأنواع أخرى لفصل المواد البيولوجية المختلفة.

ما هو مبدأ عمل جهاز الطرد المركزي؟

أنا. فصل الجزيئات في السائل تحت الجاذبية

عند ترك السائل الذي يحتوي على جزيئات في مكانه لفترة من الوقت، تتأثر الجزيئات الموجودة في السائل بالجاذبية، وتغوص الجزيئات الأثقل وتنفصل عن السائل. وتسمى هذه الظاهرة بالترسيب الجاذبية.

وترتبط السرعة التي تغوص بها الجسيمات بالحجم والشكل والكثافة وقوة مجال الجاذبية ولزوجة السائل.

ثانيا. مبدأ العمل الأساسي لجهاز الطرد المركزي

في جهاز الطرد المركزي، يتم وضع أنبوب الطرد المركزي في دوار جهاز الطرد المركزي. عند تشغيل جهاز الطرد المركزي، يدور أنبوب الطرد المركزي حول محور دوار جهاز الطرد المركزي ويتحرك بحركة دائرية. وسوف تتحرك أيضًا جزيئات العينة الموجودة في أنبوب الطرد المركزي.

إذا كانت الجسيمات في فراغ، فسوف تطير الجسيمات في الاتجاه العرضي. وتسمى هذه الحركة العرضية للجزيئات في حركة دائرية بالترسيب الطارد المركزي.

في الواقع، تتحرك الجزيئات في الوسط. عندما تتحرك الجزيئات بشكل عرضي، فإنها ستتحرك في منحنى في أنبوب الطرد المركزي بسبب مقاومة الاحتكاك للوسط. كلما زادت مقاومة الوسط، قلت سرعة ترسيب الجزيئات وقلت مسافة الترسيب. كلما زادت سرعة الدوران، زادت سرعة استقرار الجزيئات.

مبدأ عمل جهاز الطرد المركزي

وعندما يصل التسارع في مجال الطرد المركزي إلى عشرات الآلاف أو حتى مئات الآلاف من أضعاف تسارع الجاذبية، فإن ترسيب الجسيمات يتسارع أيضًا بنفس المضاعف. وبهذه الطريقة، يمكن فصل وتنقية العديد من الجسيمات الدقيقة التي لا يمكن أن تستقر في مجال الجاذبية ومكونات الأجسام ذات الكثافة المنخفضة باستخدام تقنية الطرد المركزي.

عند تشغيل جهاز الطرد المركزي، يكون أنبوب الطرد المركزي بزاوية معينة بالنسبة لمحور الدوران للدوار. يتم وضع محلول عينة الطرد المركزي في أنبوب الطرد المركزي. تختلف المسافة من أعلى أنبوب الطرد المركزي إلى مركز الدوران عن المسافة من أسفل أنبوب الطرد المركزي إلى مركز الدوران. ولذلك فإن مجال الطرد المركزي الذي يتحمله الجزء العلوي والسفلي مختلف أيضًا.

عادة ما تسمى المسافة من أعلى أنبوب الطرد المركزي إلى مركز الدوران بالحد الأدنى لنصف قطر الطرد المركزي r min، ومجال الطرد المركزي المنقول هناك هو الحد الأدنى لمجال الطرد المركزي؛ تسمى المسافة من أسفل أنبوب الطرد المركزي إلى مركز الدوران بأقصى نصف قطر للطرد المركزي r max، ومجال الطرد المركزي المنقول هناك هو الحد الأقصى لمجال الطرد المركزي.

1. قوة الطرد المركزي

عندما تكون القوة الخارجية المؤثرة على جسم ما أقل من قوة الجذب المركزي اللازمة للحركة، فإن الجسم سيتحرك بعيدًا عن مركز الدائرة. تسمى ظاهرة تحرك الجسم بعيدًا عن مركز الدائرة بظاهرة الطرد المركزي، والمعروفة أيضًا بالحركة الطاردة المركزية. تحدث حركة الطرد المركزي بسبب اختفاء أو عدم كفاية القوة الجاذبة المركزية.

2. قوة الطرد المركزي النسبية (RCF)

تشير قوة الطرد المركزي النسبية إلى قوة الطرد المركزي المؤثرة على الجسيمات الموجودة في مجال الطرد المركزي، وهو ما يعادل مضاعف جاذبية الأرض. الوحدة هي تسارع الجاذبية "g"

3. سرعة الترسيب

يشير إلى المسافة التي تتحركها المادة في وحدة الزمن تحت تأثير قوة طرد مركزية قوية.

4. وقت الترسيب

الزمن اللازم لمذاب معين في المحلول حتى يستقر وينفصل عند سرعة معينة لجهاز الطرد المركزي.

5. معامل الترسيب

سرعة ترسيب الجزيئات تحت تأثير وحدة مجال الطرد المركزي. يرتبط معامل الترسيب بالوزن الجزيئي والكثافة الجزيئية والتركيب والشكل وما إلى ذلك لجزيئات العينة. كلما زادت كتلة أو كثافة جزيئات العينة، زاد معامل الترسيب الذي تظهره.

ما الذي يجب عليك الاهتمام به بعد فهم المحتوى أعلاه؟

أنا. احتياطات السلامة

1. قبل استخدام جهاز الطرد المركزي، تأكد من التعرف على تعليمات تشغيل الجهاز وتشغيله بشكل صحيح وفقًا للتعليمات. انتبه إلى السرعة القصوى وحدود السعة القصوى لجهاز الطرد المركزي.

2. عند استخدام جهاز الطرد المركزي، ارتد نظارات السلامة وقفازات المختبر ومعاطف المختبر لمنع الإصابات العرضية الناجمة عن تناثر العينة أو فشل الأداة.

3. سوف تولد أجهزة الطرد المركزي ضوضاء عالية واهتزازات عند التشغيل، لذلك يجب وضع أجهزة الطرد المركزي على طاولة مختبر مستقرة لضمان تشغيلها المستقر.

ثانيا. تحضير العينة واحتياطات التشغيل

1. يجب وضع العينة بالتساوي قدر الإمكان في دوار الطرد المركزي لضمان قوة طرد مركزية موحدة. وفي الوقت نفسه، يجب أيضًا أن يكون دوار جهاز الطرد المركزي متوازنًا لتجنب الاهتزاز أو الضوضاء الناجمة عن عدم التوازن.

2. عادةً ما تكون سعة دوار الطرد المركزي محدودة، لذلك عند اختيار أنبوب الطرد المركزي أو كوب الطرد المركزي، من الضروري اتخاذ اختيار معقول بناءً على حجم العينة لتجنب تجاوز القدرة الاستيعابية لجهاز الطرد المركزي.

3. يجب اختيار سرعة جهاز الطرد المركزي بشكل معقول وفقًا لطبيعة العينة والغرض من الطرد المركزي. إذا كانت السرعة عالية جدًا، فقد يتم فقدان ترسيب العينة أو قد يتمزق أنبوب الطرد المركزي؛ إذا كانت السرعة منخفضة جدًا، فلا يمكن فصل العينة بشكل فعال.

4. يجب أيضًا الانتباه إلى درجة حرارة دوار الطرد المركزي. بشكل عام، ينبغي أن تبقى في درجة حرارة الغرفة للتشغيل. إذا كانت العينة بحاجة إلى الطرد المركزي عند درجة حرارة منخفضة، فيمكن استخدام جهاز تبريد في جهاز الطرد المركزي أو وضعه في جهاز طرد مركزي مبرد.

ثالثا. المعالجة بعد الطرد المركزي

1. بعد الطرد المركزي، قم بإيقاف تشغيل جهاز الطرد المركزي أولاً، وانتظر حتى يتوقف جهاز الطرد المركزي عن الدوران تمامًا قبل فتح غطاء الطرد المركزي لتجنب تناثر العينة بسبب دوران الدوار.

2. بعد فتح غطاء الطرد المركزي، قم بإزالة أنبوب الطرد المركزي أو كوب الطرد المركزي بعناية لتجنب الاصطدام أو تفريغ العينة.

3. بالنسبة للعينات بعد الطرد المركزي، نحتاج إلى الاهتمام بفصل المادة الطافية والرواسب، وإجراء العلاج المقابل. إذا كانت العينة بحاجة إلى الحفاظ عليها، فيجب تخزينها وفقًا للمتطلبات التجريبية لتجنب تلف العينة أو تلوثها.

باعتبارها أداة تجريبية شائعة الاستخدام، عند اختيار جهاز طرد مركزي، يجب علينا اختيار جهاز طرد مركزي مناسب وفقًا للنتائج التي تحتاج العينة إلى تحقيقها. نحتاج أيضًا إلى إيلاء اهتمام خاص للسلامة عند استخدامه واتباع إجراءات التشغيل لضمان دقة وموثوقية التجربة. في عام 2023، أطلقت Zhongke Meiling جهاز طرد مركزي عالي السرعة -20~40⁄ مع نطاق سرعة يتراوح من 500r/min إلى 18500r/min وقوة طرد مركزي تصل إلى 32531xg. إنها مناسبة لمختبرات الجامعة وأقسام التفتيش ومعاهد البحث العلمي والمؤسسات الأخرى. بعد أكثر من عام من التحقق من السوق، تلقى جهاز الطرد المركزي Zهونجكي ميلينغ CT-G185R إشادة بالإجماع من المستخدمين وحصل الآن على شهادة CE لتلبية احتياجات المستخدمين العالميين.

في عام 2024، سنطلق الوصول الجديد CT-G175R. سيتم عرض هذا المنتج في معرض Medica السادس والخمسين في دوسلدورف بألمانيا عام 2024. وسيجلب إطلاقه مفاجآت أكبر للجميع. إذا كنت تريد معرفة التفاصيل مسبقًا، يرجى زيارة: (https://www.melingbiomedical.com/). نتطلع أيضًا إلى مقابلتك في معرض MEDICA ونأخذك لتجربة تقنية التحكم في سرعة الطرد المركزي عالية الدقة لجهاز الطرد المركزي عالي السرعة Zhongke Meiling والتي تتجاوز بكثير المعايير الوطنية.