離心機的相關(guān)知識介紹離心技術(shù)主要用于各種生物樣品的分離和制備,生物樣品懸浮液在高速旋轉(zhuǎn)下,由于巨大的離心力作用,使懸浮的微小顆粒(細胞器、生物大分子的沉淀等)以一定的速度沉降,從而與溶液得以分離,而沉降速度取決于顆粒的質(zhì)量、大小和密度。
● 相對離心力(RCF)
又稱為(g)力是在離心過程中實際施加在樣品上的作用力。
RCF=1.18x離心半徑(mm)x(轉(zhuǎn)速/1000)2
在離心過程中能夠直接設(shè)定離心力離心,可以使結(jié)果更加準確、可靠,更具有科學性。
● 轉(zhuǎn)速(rpm)
通常以每分鐘多少轉(zhuǎn)來表示。相對離心力與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的平方成正比。因此,轉(zhuǎn)速是決定離心力的主要因素。
● 離心半徑
指轉(zhuǎn)子中軸到樣品管中心的距離,離心半徑與離心力成正比。不同的轉(zhuǎn)子具有不同的離心半徑。不同廠家相同容量的離心機轉(zhuǎn)子半徑不同,相同的轉(zhuǎn)速所得到的離心力也不同,
對RCF會產(chǎn)生很大影響。
綜上所述:轉(zhuǎn)速、離心半徑均對離心力產(chǎn)生較大影響,在實際使用過程中,能夠直接設(shè)定離心力,就可以把影響降到zui小。
離心機的相關(guān)知識介紹II 離心效果
● 離心積分
相對離心力和離心時間是決定離心效果的關(guān)鍵因素。但無法僅用這兩個參數(shù)來準確衡量離心效果。上*使用離心積分(HRF)來衡量離心效果。
離心積分是指離心過程中離心力對離心時間的積分。離心積分考慮了離心過程中各種影響因素對離心加速的影響,保證施加于樣品的離心力總量一致,從而保證一致的離心效果。離心積分還表明:短時間的高速離心和長時間的低速離心可以獲得相同的離心效果。
● 差速離心(differential centrifugation )
差速離心法是利用樣品中各種組分的沉降系數(shù)不同而進行分離的方法,又稱差分離心或差級離心。通常兩個組分的沉降系數(shù)差在10倍以上時可以用此法分離。在差速離心中細胞器沉降的順序依次為:核、線粒體、溶酶體與過氧化物酶體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高基體、zui后為核蛋白體。沉降系數(shù)差別在一個或幾個數(shù)量級的顆粒,可以用此法分離
差速離心首先要選擇好顆粒沉降所需的離心力和離心時間,應(yīng)用方式與學科:
1:分步改變離心速度,用不同強度的離心力使具有不同密度的物質(zhì)分批分離的方法。
應(yīng)用學科:生物化學與分子生物學(一級學科);方法與技術(shù)(二級學科)
2:利用不同物質(zhì)沉降速率的差異,在不同離心速度下分離和收集不同顆粒的離心技術(shù)。常用于分離細胞勻漿中的各種細胞器。
應(yīng)用學科:細胞生物學(一級學科);細胞生物學技術(shù)(二級學科)
差速離心法的優(yōu)點是樣品的處理量較大,用于大量樣品的初分離,可使用容量較大的轉(zhuǎn)子
III 安全離心
操作者的安全防護
樣品與轉(zhuǎn)子在高速離心狀態(tài)下會產(chǎn)生巨大的離心力,因此對使用者的安全保護是離心機設(shè)計的首要因素。
● 需用高強度材料
【1】 環(huán)氧涂層鋼制材料:抵抗各種溶劑和碎片的侵蝕。
【2】 鋼制結(jié)構(gòu),不銹鋼腔:高強度,抗腐蝕
【3】 盔甲電鍍:當轉(zhuǎn)子或吊桶碎裂是,能夠起到保護腔體作用
● 不平衡保護,不平衡時自動停機,自動失衡識別。
● 轉(zhuǎn)子自動識別【高速離心機】,超速保護。防止使用者誤操作導致危險的發(fā)生
● 自動平衡,無需配平
● 保證轉(zhuǎn)子高速運轉(zhuǎn)時突然發(fā)生軸斷裂時:
【1】 轉(zhuǎn)子不會飛出
【2】 離心力外表看不成變形
【3】 斷電后能正常開蓋
【4】 內(nèi)腔體變形不超過:3mm
【5】 離心機在試驗臺上不發(fā)生水平位移
● 使用者需與離心機保持至少30cm的安全距離
● 溫度控制,保證生物樣品活性
離心常見的溫度設(shè)定為:4℃,20, 37℃ ,其中以4℃(生物零度)zui為重要,這就要求離心機具備預制冷功能、定溫啟動功能,保證樣品一放入就處于安全溫度下離心。
離心機的相關(guān)知識介紹目前,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,直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,及時排除故障。
(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。
摘要:通過對離心機進料管線的改進,采用套管式進料管線,漿料泵直接進料的方式,穩(wěn)定了離心機的電流,防止PVC樹脂堵塞管線,達到增強離心機脫水能力的目的。
關(guān)鍵詞:離心機;進料管;套管式;改進
離心機是PVC樹脂漿料離心干燥過程中的重要設(shè)備:新疆天業(yè)中發(fā)化工公司自投產(chǎn)5萬t/aPVC樹脂以來,在使用D5MC臥式螺旋卸料沉降式離心機的過程中出現(xiàn)了一些異常情況,因此對離心機的進料管線進行了改進。
1 離心機工作原理
在離心機高速旋轉(zhuǎn)的臥式圓錐形的轉(zhuǎn)鼓中有與其旋轉(zhuǎn)方向相同的螺旋輸送器,它依靠齒輪機構(gòu)旋轉(zhuǎn)速度低于(或稍高于)轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速,而漿料由旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)的進料管送至轉(zhuǎn)鼓內(nèi),由于強大的離心作用,密度大的固體物料沉于轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁,在螺旋輸送器的推動下,出轉(zhuǎn)鼓直徑小的一端開口部分卸出,而液體則從另一端可調(diào)節(jié)的液體堰孑L板中流出、
2 離心機進料管線的改進
2 1 緩沖罐進料方式
zui初采用的是緩沖罐進料方式(見圖1)j由漿料槽出來的漿料經(jīng)漿料泵打入勢位較高的緩沖罐中,然后再靠勢位產(chǎn)生的壓差,通過離心機脫水在實際生產(chǎn)中,發(fā)現(xiàn)離心機的電流十分穩(wěn)定,但較小,離心機開不起來。在管線安裝過程中,還要考慮到緩沖罐與離心機要保證足夠大的位差,以便進料。為了將緩沖罐中的液位控制在一定的高度,在緩沖罐前的管線上加了1個調(diào)節(jié)閥,使得緩沖罐中的
漿料不溢、不空。但是在生產(chǎn)中仍然受到種種限制:
2 2 漿料泵直接進料方式
通過對PVC樹脂漿料和設(shè)備的分析,發(fā)現(xiàn)漿料貯槽的位置與離心機處于不同的高度,而且樹脂顆粒的粒度大小均勻,濃度變化也不大,易于采用漿料泵直接進料的方式(見圖2)。
用漿料泵將漿料直接打人離心機,增大了離心機的電流和進料量,提高了離心機的脫水能力 為了防止?jié){料在進料管中堵塞,在離心機之前的進料管線中加入高壓沖洗水,對進料管的內(nèi)壁進行沖洗,這樣仍有不足之處。進料管的外壁上
(2)從前往后依次斷開振蕩回路中各部分的聯(lián)結(jié),同時測量斷開點處的電壓值,發(fā)現(xiàn)斷開后部負載以后,高壓板輸出端電壓可以升至4 500~5 000 V。依次進行同樣操作,發(fā)現(xiàn)l 000 PF電容后端電壓值有所回落。回路中容量為l 000 PF的電容出現(xiàn)故障,無法正常起作用。
(3)因沒有合適的配件進行更換,購買了7個板式電容,將它們串聯(lián)起來,使其整體容量與原電容器相近,暫時替代該電容,成功地使電容后端高壓輸出為4 500~5 000 V。此時,儀器仍然無法正常點火,但出現(xiàn)了電流振蕩的特殊聲響,于是把1"6】題的焦點集中在大功率管及108主板上
(4)對儀器啟動過程中電路中的電流強度,曼電壓進行測量,以進一步確定問題所在 zui初在高壓濾波板的電路中串聯(lián)了萬用表測電流,并聯(lián)萬用表測量電壓。啟動儀器后,兩塊萬用表都沒有顯示,同時計算機屏幕出現(xiàn)亂閃跳動現(xiàn)象,于是緊急斷電。判斷可能是由于萬用表內(nèi)部線圈或其他元件在高壓環(huán)境中產(chǎn)生了很強回路效應(yīng),影響了系統(tǒng)整體平衡所致 因此在常壓區(qū)進行電流測量,發(fā)現(xiàn)啟動過程中電壓及電流都迅速上升,點火瞬間電壓值穩(wěn)定在漿料槽 漿料泵 離心機
圖2 直接進料方式示意圖常黏有從離心機的布料器中反積過來的PVC樹脂,時間長了結(jié)塊,磨損進料管,離心機內(nèi)也易產(chǎn)生塑化片,聚集在進料管和螺旋輸送器之問,使進料管斷裂。由于物料濃度大,進料不均勻,壓力波動,導致進料管發(fā)生振動,直至疲勞折斷 為此,對進料管進行了改進。
2.3 套管式泵直接進料
在漿料泵直接進料的基礎(chǔ)上,我們又給進料管加了夾套,在套管上打上小孔,將母液槽中的母液水打人夾套,從小孑L中噴出至轉(zhuǎn)鼓內(nèi)(見圖31 考慮到離心機進料管在螺旋輸送器內(nèi)處于懸壁狀態(tài),易產(chǎn)生振動,根據(jù)所承受的壓力不同,將進料管套管的厚4 500~5 000 V范圍內(nèi)、電流值在0.5 A左右,屬于正常值,108主板應(yīng)該沒有問題。但儀器仍然無法形成正常的等離子體矩焰,振蕩回路仍然有不穩(wěn)定因素。
(5)在冷態(tài)下,對大功率管進行檢測,正常:但在熱態(tài)下測量,發(fā)現(xiàn)燈絲與外殼為通路:根據(jù)電子管的常識,判定大功率管老化損傷為儀器無法正常點火的主要原因。
(6)安裝上新的l 000 PF電容后.啟動儀器可以形成穩(wěn)定的等離子體矩焰
4 應(yīng)注意的問題
(1)大功率管確有老化損傷.并非報廢.只是給儀器啟動帶來一定困難,根本的故障是電容 自制的替代電容雖然容量大致與之匹配.但實際功效相差甚遠,要重視大功率管的特殊性
(2)測量時要注意安全,如果沒有相應(yīng)的器械,直盡量避免在高壓區(qū)操作,同時還要考慮到高壓區(qū)的電感現(xiàn)象。
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