離心機

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離心機結構
離心機中的孔槽

離心機英语Centrifuge) 離心機高速轉動,產生數千倍於重力的離心力以加快液體中顆粒的沉降速度,把樣品中不同沉降系數密度質量的物質分離開。離心力的大小,依轉動速度、旋轉半徑以及物質的質量而決定。[1]離心機被廣泛運用於化學工程石油食品加工、制藥、選礦工程煤炭、水處理和船舶等部門。 

歷史[编辑]


* 早期應用—中國古人會取一端套住陶罐的繩子並甩動以產生離心力,擠出陶罐裏的蜂蜜

  • 近代—19世紀中葉的歐洲,首先出現紡織品脫水的三足式離心機,和制糖廠分離砂糖結晶用的上懸式離心機。這些早期離心機雖尚未全自動化,需以人力進行排渣,卻已有了現代離心機雛形。 

原理[编辑]

利用向心加速度公式得知,密度較大之物體在下,密度較小之物體在上。

  • 離心過濾,使懸浮液受離心力,而對過濾介質施加壓力,液體通過過濾面,固體顆粒被截下,從而液-固分離。
  • 離心沉降,利用懸浮液(或乳濁液)密度不同的各成份在離心力場中迅速沉降分層的原理,以達成液-固(或液-液)分離。

離心力計算[编辑]

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)表示離心機每分鐘的轉數。rpmg之間的換算公式為 
 :RCF = 1.119 \times 10-5 \times rpm^2  \times r

其中r 表示離心機轉軸中心與離心管中心的距離,單位為公分。 離心管的位置由轉子(rotor)決定,因此r 必須查閱相關轉子的參數而得。


應用[编辑]

日常[编辑]

  • 烹飪時的食物處理,近來一些廚師發現離心機是很方便實用的廚房用品
  • 衣物脫水(洗衣機、脫水機)

實驗用[编辑]

批次離心機(或瓶式離心機)是實驗室常用的離心機型。如果具超強之離心力,則可應用於超離心技術(微分離心技術)。 此即分離混合物中各成份,已成功應用於細胞內胞器如粒線體微粒體溶酶體等之分離,或各種蛋白質核酸之分離。超離心技術是研究遺傳工程學、酶工程學必須的基礎。

參見氣體離心法

  • 航空技術

以離心力模擬重力加速度,以探求生物在極端狀況下體內物件位移。[2]

工業用[编辑]

機器特性[编辑]

衡量離心分離機分離性能的重要指標是分離因數。表示為被分離物料在轉鼓內所受的離心力與其重力比值,分離因數越大,通常分離越快,效果越好。

最大轉速,離心機在空載情況下的轉速。根據最大轉速的不同,離心機可更細分為:

  1. 低速離心機 10000 rpm· min -1
  2. 高速離心機 10000 rpm · min一30000 rpm · min -1
  3. 超高速離心機 30000 rpm ·min-1

參考[编辑]

  • [1]台灣大學醫院
  • [2]離心沈降原理
  1. ^ [www.ch.ntu.edu.tw/~genchem99/doc/08T8.pdf]
  2. ^ Mary Roach, "Packing For Mars" (2012)