離心機

離心機是利用離心力，分離液體與固體顆粒或液體與液體的混合物中各組分的機械。離心機主要用于將懸浮液中的固體顆粒與液體分開，或?qū)⑷闈嵋褐袃煞N密度不同，又互不相溶的液體分開（例如從牛奶中分離出奶油）；它也可用于排除濕固體中的液體，例如用洗衣機甩干濕衣服；特殊的超速管式分離機還可分離不同密度的氣體混合物；利用不同密度或粒度的固體顆粒在液體中沉降速度不同的特點，有的沉降離心機還可對固體顆粒按密度或粒度進行分級。

離心原理

當含有細小顆粒的懸浮液靜置不動時，由于重力場的作用使得懸浮的顆粒逐漸下沉。粒子越重，下沉越快，反之密度比液體小的粒子就會上浮。微粒在重力場下移動的速度與微粒的大小、形態(tài)和密度有關(guān)，并且又與重力場的強度及液體的粘度有關(guān)。象紅血球大小的顆粒，直徑為數(shù)微米，就可以在通常重力作用下觀察到它們的沉降過程。

此外，物質(zhì)在介質(zhì)中沉降時還伴隨有擴散現(xiàn)象。擴散是無條件的的。擴散與物質(zhì)的質(zhì)量成反比，顆粒越小擴散越嚴重。而沉降是相對的，有條件的，要受到外力才能運動。沉降與物體重量成正比，顆粒越大沉降越快。對小于幾微米的微粒如病毒或蛋白質(zhì)等，它們在溶液中成膠體或半膠體狀態(tài)，僅僅利用重力是不可能觀察到沉降過程的。因為顆粒越小沉降越慢，而擴散現(xiàn)象則越嚴重。所以需要利用離心機產(chǎn)生強大的離心力，才能迫使這些微?？朔U散產(chǎn)生沉降運動。

離心就是利用離心機轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的強大的離心力，加快液體中顆粒的沉降速度，把樣品中不同沉降系數(shù)和浮力密度的物質(zhì)分離開。

離心力（g)和轉(zhuǎn)速（rpm)之間的換算

離心力G和轉(zhuǎn)速RPM之間的換算其換算公式如下：

G=1.11×10^(-5)×R×(rpm)^2

其中，G為離心力，一般以g（重力加速度）的倍數(shù)來表示。

10^(-5) 即10的負五次方，(rpm)^2轉(zhuǎn)速的平方，R為半徑，單位為厘米。

例如，離心半徑為10厘米，轉(zhuǎn)速為8000RPM，其離心力為：

G=1.11*10（－5）*10*（8000）2=7104

即離心力為7104g.

而當離心力為8000g 時，其轉(zhuǎn)速應(yīng)為：8489即約為8500rpm。

使用注意

實驗室常用的是電動離心機電動離心機轉(zhuǎn)動速度快，要注意安全，特別要防止在離心機運轉(zhuǎn)期間，因不平衡或試管墊老化，而使離心機邊工作邊移動，以致從實驗臺上掉下來，或因蓋子未蓋，離心管因振動而破裂后，玻璃碎片旋轉(zhuǎn)飛出，造成事故。因此使用離心機時，必須注意以下操作。

（1）離心機套管底部要墊棉花或試管墊。

（2）電動離心機如有噪音或機身振動時，應(yīng)立即切斷電源，即時排除故障。

（3）離心管必須對稱放入套管中，防止機身振動，若只有一支樣品管另外一支要用等質(zhì)量的水代替。

（4）啟動離心機時，應(yīng)蓋上離心機頂蓋后，方可慢慢啟動。

（5）分離結(jié)束后，先關(guān)閉離心機，在離心機停止轉(zhuǎn)動后，方可打開離心機蓋，取出樣品，不可用外力強制其停止運動。

（6）離心時間一般1～2分鐘，在此期間，實驗者不得離開去做別的事。

在企業(yè)或院校研究機構(gòu)中，轉(zhuǎn)速在3000轉(zhuǎn)左右的低速實驗離心機已經(jīng)比較常用，如315型過濾+沉降一體式實驗離心機，100型實驗離心機，200型實驗離心機等。這些離心機設(shè)計合理，重心低，安全穩(wěn)定，在化工、食品、醫(yī)療等領(lǐng)域的前期試樣分析中得到了更大的應(yīng)用。

操作方法

1、使用各種離心機時，必須事先在天平上精密地平衡離心管和其內(nèi)容物，平衡時重量之差不得超過各個離心機說明書上所規(guī)定的范圍，每個離心機不同的轉(zhuǎn)頭有各自的允許差值，轉(zhuǎn)頭中不能裝載單數(shù)的管子，當轉(zhuǎn)頭只是部分裝載時，管子必須互相對稱地放在轉(zhuǎn)頭中，以便使負載均勻地分布在轉(zhuǎn)頭的周圍。

2、若要在低于室溫的溫度下離心時。轉(zhuǎn)頭在使用前應(yīng)放置在冰箱或置于離心機的轉(zhuǎn)頭室內(nèi)預(yù)冷。

3、離心過程中不得隨意離開，應(yīng)隨時觀察離心機上的儀表是否正常工作，如有異常的聲音應(yīng)立即停機檢查，及時排除故障。

4、每個轉(zhuǎn)頭各有其高允許轉(zhuǎn)速和使用累積*，使用轉(zhuǎn)頭時要查閱說明書，不得過速使用。每一轉(zhuǎn)頭都要有一份使用檔案，記錄累積的使用時間，若超過了該轉(zhuǎn)頭的高使用*，則須按規(guī)定降速使用。

5、裝載溶液時，要根據(jù)各種離心機的具體操作說明進行，根據(jù)待離心液體的性質(zhì)及體積選用適合的離心管，有的離心管無蓋，液體不得裝得過多，以防離心時甩出，造成轉(zhuǎn)頭不平衡、生銹或被腐蝕，而制備性超速離心機的離心管，則常常要求必須將液體裝滿，以免離心時塑料離心管的上部凹陷變形。每次使用后，必須仔細檢查轉(zhuǎn)頭，及時清洗、擦干，轉(zhuǎn)頭是離心機中須重點保護的部件，搬動時要小心，不能碰撞，避免造成傷痕，轉(zhuǎn)頭長時間不用時，要涂上一層上光臘保護，嚴禁使用顯著變形、損傷或老化的離心管。

安全方法

正確安裝

(1)電源電壓:電壓波動要符合+10%以內(nèi)的國家標準,否則一些廠家的離心機是不能正常運轉(zhuǎn)。如果電壓波動在此以上,建議用穩(wěn)壓器,以供符合此電網(wǎng)。

(2)地線要牢:房間的電源的布線要符合要求。我國是三相四線制。三相是工業(yè)電中的三相,使用三相電時零線與地線分開,更重要的是不管是三相工業(yè)電也好,一般的單相電也好,地線應(yīng)可靠,以免漏電,地線不能接在暖氣管、自來水管上。

(3)地面要平整、牢固:對大型離心機而言,在安裝地點搬動地板要牢固,保證離心機的轉(zhuǎn)子正常工作,不陷凹進去,安裝固定處地面應(yīng)平整且牢固。

(4)找好水平:找較準確的小型水平尺,離心機蓋子打開,在主軸上找水平,通過調(diào)整4個腳輪旁邊的調(diào)整螺栓的擰動來找好水平,注意其中1腳不能落空。

裝樣找平衡

離心機在設(shè)計與制造時,對轉(zhuǎn)子的加工誤差帶來的不平衡,已作了動平衡試驗的補救,但凡是離心機,都有其允許的裝樣不平衡量。離心機廠商為了在離心機允許的大不平衡*這一指標上與其他廠家競爭,盡量給出較大值。在這較大值上,離心機可以運轉(zhuǎn),但這時產(chǎn)生的不平衡力以每分鐘n次頻率猛然沖擊軸承及支架,離心機是受損傷的。因此,用戶對那些昂貴的離心機,盡量找好平衡后離心,對離心機的壽命有好處。

清理積水

離心機運轉(zhuǎn)時使用制冷,由于空氣的水分,在離心腔內(nèi)結(jié)霜,停機后霜化為水。大部分國外的低速大容量離心機,沒有排水孔,離心腔中水愈積愈多。此時,用戶應(yīng)自行拆下轉(zhuǎn)子,清理積水。在重新安裝轉(zhuǎn)子時,一定要裝好,避免出事故。

不受腐蝕

離心機轉(zhuǎn)子一般是用鋁合金制造,當受腐蝕后強度降低,容易出事故。鋁合金易受液體腐蝕,清洗后應(yīng)用吹風(fēng)機吹干,或倒置一段時間,確認干了才能使用。有的血站進口離心機,6個鋁杯里應(yīng)有的6個塑料托沒有。塑料托中應(yīng)放血袋,避免直接放在鋁杯里。注意試管有無裂紋。若試管(尤其是反復(fù)使用的試管)有裂紋,萬萬不可使用,否則在使用中試管破裂會引起轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)中失去平衡,可引發(fā)斷軸等惡性事故。

斷軸事故

轉(zhuǎn)子沒安放好,或裝樣品不平衡超過量太大,離心機開動?，F(xiàn)代的進口離心機雖都有不平衡保護,即當不平衡量超過某一極*,應(yīng)自動斷電,令離心機停轉(zhuǎn)。但在上述情況下,已經(jīng)晚了,會出現(xiàn)惡性事故。惡性事故之一是斷軸,由于高速旋轉(zhuǎn)中突然斷軸,離心轉(zhuǎn)子沒有了支撐,在離心腔中亂轉(zhuǎn)亂撞,可使離心機整機轉(zhuǎn)270°角度。此時,若旁邊有人員或設(shè)備,會造成人員傷亡與毀壞設(shè)備的事故。