离心机就是利用离心力使得需要分离的不同物料得到加速分离的机器。离心机大量应用于化工、石油、食品、制药、选矿、煤炭、水处理和船舶等部门。
1.转速
国产台式离心机根据最大转速的不同分为低速离心机(<10000rpm/min),
高速离心机(>10000 rpm/min一30000 rpm/min),超高速离心机(>30000 rpm/min),每个离心机都有额定的最大转速。
最大转速指的是在空载情况下的转速,但最大转速根据转子种类的不同、样品质量的大小而有差别。例如:一个离心机的额定转速是16000 rpm/min,说明在空载的时候转子每分钟旋转16000次,加上样品以后,转速肯定会小于16000 rpm/min。转子的不同,最大转速也不同,一台离心机可选配多个转子,离心机分离效果主要取决的不是转速,而是离心力,所以有时候转速没达到要求,只要离心力能达标也是一样的,实验时能达到你所需要的效果。
2.温度
有些样品(如蛋白质,细胞等)在高温环境下会破坏,这就要选择冷冻离心机,冷冻离心机都有额定的温度范围。
离心机在高速运转的时候所产生热量和离心机的制冷系统平衡在一定温度(一般冷冻离心的样品需要保持在3℃~8℃),具体能达到多少也和转子有关,如一个离心机的额定温度范围为-20℃~40℃,装上水平转子在旋转的时候可以达到3℃左右,如果是角转子可能达到7℃左右,具体情况还是看设定的温度与转速以及转子决定。
3.容量
每次需要离心多少个样品管,每个样品管需要多少容量,这些因素决定一个离心机的总容量,简单的来说离心机的总容量=每个离心管的容量×离心管个数,总容量和工作量的大小是相匹配的。
4.转子
实验室离心机的转子主要分为两种,水平转子:运转时吊蓝及试管处于水平状态,与转轴成直角,样品将沉淀集中于离心管的底部。角转子:离心容器与转轴成一固定角度,样品将沉淀集中于离心管底部及靠近底部的侧壁。如果希望分离的样品集中于离心管的底部就选择水平转子,如果希望样品集中于离心管的底部和靠近底部的侧壁上就要选择角转子。还有一些特殊试验或特殊样本需要特殊的转子如:大容量吊篮(多用于血站)、酶标板转子、载玻片转子、PCR转子、试管架转子和毛细管转子等。转子都有固定的规格,它是和离心机的容量结合起来的,如36×5 ml的角转子,既决定了转子的类型也决定了离心机的容量,另外转子材质还分为工程塑料,不锈钢,铝合金,钛合金等材料,选材的不同直接决定了转子的价格,转速及使用寿命,所以转子的选择非常重要。
5.控制系统
台式实验室离心机都采用了微电脑控制系统,这些控制系统不但能确保离心机安全的运行还能自动完成工作任务。现在很多离心机都有较好的人性化的控制系统.比如:转子识别功能,安全锁功能,自动平衡功能,故障提示功能,加速和减速曲线等等。除以上几点之外还要注意一些细节和必要的配件。
6.电机
离心机的主要部件是电机,电机分为带碳刷电机和无碳刷电机,前者因有碳粉污染、噪声大、需要定期维护更换碳刷等缺点,已经淘汰,现在的离心机大多都是无碳刷电机,有的电机还带有刹车功能。冷冻离心机在制冷方面也有区别,现在环保的技术当然是无氟制冷。 除此之外还要考虑噪音问题,尽量选择噪音较小的离心机,这样能保持舒适的实验环境。在配件方面也要谨慎,有些实验室用离心机要用特殊的离心管(离心有毒样品或者需要超高速离心的样品),这样的离心管就必须配有相应的管套,才能更安全。还有一些特殊的样品容器(不规则样品瓶、血袋等),这些细节和配件都要在选择离心机的时候考虑周详,否则就不能进行正常的工作。
冷冻离心机是离心机的一种常用类型,可以利用离心力使需要分离的物料得到加速分离,被广泛用于煤炭、选矿、化工、船舶等领域中。冷冻离心机使用过程中会产生一定的污垢及磨损问题,如果不及时处理对于冷冻离心机的性能会造成一定影响。
1、每次使用前应注意检查转子有无腐蚀点和细微裂纹,禁止使用已腐蚀或有裂纹的转子,使用超过保质期的转子,以保障人身安全。
2、为保证冷冻效果,当环境温度高于30℃时,应对转子和离心腔预冷,转子还应降低转速15%运转。
3、转子不用时应从离心腔内取出,及时用中性洗涤液清洁擦干,防止化学腐蚀,存放在干燥通风处。不允许用非中性清洁剂擦洗转子,不允许用电热风吹(烘)干转子。转子中心孔内应涂少许润滑脂保护。
4、聚丙烯(PP)离心管(瓶)不能与浓硝酸(95%)、王水、甲苯、苯、汽油、煤油、乙醚等接触使用。聚碳酸酯(PC)离心管(瓶)不能与氢氟酸、盐酸(30%、50%)、硫酸(10%)、硝酸硝酸(95%)、王水、氢氧化钾、氢氧化镁、氢氧化氨、氟化铝、硫化铵、醋酸铵、碳酸铵、硝酸钠、铬酸(50%)、甲苯、苯、汽油、乙醛、丙酮、乙醇、异丁醇、乙醚、甲酚等接触使用。聚乙烯(PE)离心管(瓶)不能与硫酸(50%、75%)、苯、汽油、煤油、乙醚等接触使用。
5、冷冻离心机为了保护制冷压缩机,仪器断与通电间隔时间必须大于3分钟,否则损伤压缩机。
6、离心管应定期更新,严禁使用濒临破裂的离心管。
7、离心机转子使用时一定要确认设置的转子号正确无误。若转子号设置错误。会造成转子超速使用或达不到所需的离心效果。特别是超速使用可能发生转子炸裂的恶性事故,万万不可疏忽大意。
8、仪器较长时间不使用或者维修时应将主电源插头取下。否则仪器会带电,特别是维修时易发生安全事故。
9、离心完毕后要擦干离心腔内水分,每星期对电机主轴的锥面上涂少许中性润滑油脂保护,防止转轴锈蚀。较长时间不用离心机应将转子取出,擦干净放置在干燥的地方,防止锈蚀。
离心机是当今生命化学学科研究中心不可少的重要设备,是基本的实验室仪器。现在有各种型号的高速和超速离心机。如何保证仪器的安全运行并发挥其全部性能,是实验技术人员关心的一个主要问题。
一般来说,离心机故障是转子过量不平衡引起的,而样品的称量误差、离心过程中离心样品液的外溢和转子腐蚀等是造成转子不平衡的主要因素。分析发生的事故,原因主要有以下几种:
离心管平衡时,由于天平长期使用而又未能校对,对称放置的离心管不平衡超过了0.1~1g。
对予各种材料的离心管,使用前没能很好地了解厂家要求的离心管使用范围和消毒方法,采用化学溶剂和不适当的消毒液处理,造成离心管在运行中溶胀、破裂而发生事故。
离心管帽内橡胶密封环和转子盖橡胶密封环使用不当和消毒不当,如长期使用内部断裂和固高温消毒(使用干燥箱烘烤)等处理而老化龟裂、失去密封作用等,使样品在高速运转时外溢,从而使转子在不平衡状态下运行。
离心管在装样时,样品液束装满或离心管。
使用水平转子时,不细心将吊桶的序号与水平转子主体的序号装错,影响转子的动平衡。
由于原样品的比重不等于配平液的比重,转子动平衡失调而发生事故。
由予工作中粗心大意,转子盖没有拧紧或是将转子盖和转子柄互换,造成螺扣不吻合,当开机运行时,转子盖抛出而发生严重的断轴事故。
铝合金离心管帽与不锈钢离心管帽混用(两者比重不同)而发生事故。
离心管老化或将高速离心机离心管用在超速离心机上,使离心管在运行时破裂,样品液外溢造成失衡,使轴弯曲。
驱动轴和转子等材料有内伤或制造中的检验和质量问题,也是仪器发生事故的主要原因之一。
由于使用寿命管理不当和各种腐蚀等,转子在运行中发生爆炸。
由于各种原因,安装时未将驱动系统或其它系统的固定件去掉,并强行使仪器试运转而发生断轴和转子爆炸事故。