Wat is sentrifugering? Waarvoor word die metode gebruik? Die term "sentrifugering" beteken die skeiding van vloeibare of vaste deeltjies van 'n stof in verskeie fraksies deur middel van sentrifugale kragte. Hierdie skeiding van stowwe word uitgevoer deur die gebruik van spesiale apparaat - sentrifuges. Wat is die beginsel van die metode?
Sentrifugering-beginsel
Kom ons kyk na die definisie in meer besonderhede. Sentrifugering is die impak op stowwe deur ultrahoëspoedrotasie in 'n gespesialiseerde apparaat. Die hoofdeel van enige sentrifuge is die rotor, wat gleuwe bevat vir die installering van proefbuise met materiaal wat in afsonderlike breuke geskei moet word. Tydens die rotasie van die rotor teen hoë snelhede kom sentrifugale krag in die spel. Stowwe wat in proefbuise geplaas word, word in verskillende stowwe geskei volgens die vlak van digtheid. Byvoorbeeld, sentrifugering van grondwatermonsters skei die vloeistof en presipiteer die vaste stowwe wat dit bevat.
Outeurmetode
Vir die eerste keer het dit bekend geword wat sentrifugering is, ná die eksperimente wat deur die wetenskaplike A. F. Lebedev uitgevoer is. Die metode is deur 'n navorser ontwikkel om die samestelling van grondwater te bepaal. Voorheen is vloeibare afsakking gevolg deur skeiding van vaste monsters daaruit vir hierdie doel gebruik. Die ontwikkeling van die sentrifugering metode het dit moontlik gemaak om hierdie taak baie vinniger te hanteer. Danksy hierdie skeiding het dit moontlik geword om die vaste fraksie van stowwe binne 'n kwessie van minute uit die vloeistof te onttrek in droë vorm.
Stappe van sentrifugering
Differensiële sentrifugering begin met die afsakking van stowwe wat ondersoek gaan word. Sodanige verwerking van die materiaal vind in bezinkingstenks plaas. Tydens afsakking word materiedeeltjies onder die invloed van swaartekrag geskei. Dit laat stowwe toe om voorberei te word vir beter skeiding deur middel van sentrifugale kragte.
Verder word die stowwe in die proefbuise gefiltreer. In hierdie stadium word die sogenaamde geperforeerde dromme gebruik, wat ontwerp is om vloeibare deeltjies van vaste deeltjies te skei. In die loop van die aktiwiteite wat aangebied word, bly al die sediment op die mure van die sentrifuge.
Metodevoordele
Vergeleke met ander metodes om individuele stowwe te skei, soos filtrasie of besinking, maak sentrifugering dit moontlik om 'n neerslag met 'n minimum voginhoud te verkry. Die gebruik van hierdie skeidingsmetode maak dit moontlik om fyn verspreide suspensies te skei. Die resultaat isdie verkryging van deeltjies met 'n grootte van 5-10 mikron. Nog 'n belangrike voordeel van sentrifugering is die moontlikheid van die implementering daarvan met toerusting van klein volumes en afmetings. Die enigste nadeel van die metode is die hoë energieverbruik van toestelle.
Sentrifugering in biologie
In biologie word die skeiding van stowwe in aparte stowwe gebruik wanneer dit nodig is om voorbereidings vir ondersoek onder 'n mikroskoop voor te berei. Sentrifugering hier word uitgevoer op komplekse toestelle - sitorotors. Sulke toestelle, benewens gleuwe vir proefbuise, is toegerus met monsterhouers, allerhande glasskyfies van 'n komplekse ontwerp. Die kwaliteit van die verkrygde materiaal en dienooreenkomstig die hoeveelheid nuttige inligting wat uit die resultate van die ontleding verkry kan word, hang direk af van die ontwerp van die sentrifuge wanneer navorsing in biologie gedoen word.
Sentrifugering in die olieraffineringsbedryf
Die sentrifugeringmetode is onontbeerlik in olieproduksie. Daar is koolwaterstoffossiele waaruit water nie heeltemal vrygestel word tydens distillasie nie. Sentrifugering maak dit moontlik om oortollige vloeistof uit die samestelling van die olie te verwyder, wat die kwaliteit daarvan verhoog. In hierdie geval word die olie in benseen opgelos, dan verhit tot 60 oC, en dan aan sentrifugale krag onderwerp. Meet laastens die hoeveelheid oorblywende water in die stof en, indien nodig, herhaal die prosedure.
Bloedsentrifugering
Hierdie metode word wyd gebruik vir mediesdoelwitte. In medisyne laat dit jou toe om die volgende aantal probleme op te los:
- Verkry van gesuiwerde bloedmonsters vir plasmaferese. Vir hierdie doeleindes word bloedselle in 'n sentrifuge van sy plasma geskei. Die operasie maak dit moontlik om die bloed van virusse, oortollige teenliggaampies, patogene bakterieë, gifstowwe ontslae te raak.
- Voorbereiding van bloed vir 'n skenkeroortapping. Nadat die liggaamsvloeistof deur middel van sentrifugering in aparte fraksies geskei is, word die bloedselle na die skenker teruggestuur, en die plasma word vir oortapping gebruik of gevries vir latere gebruik.
- Isolasie van bloedplaatjiemassa. Die stof word verkry uit bloedplasma wat met bloedplaatjies verryk is. Die gevolglike massa word gebruik in chirurgiese en hematologiese afdelings van mediese instellings, in noodterapie, operasiesale. Die gebruik van bloedplaatjiemassa in medisyne maak dit moontlik om bloedstolling by slagoffers te verbeter.
- Sintese van eritrosietmassa. Sentrifugering van bloedselle vind plaas deur delikate skeiding van sy fraksies volgens 'n spesiale tegniek. Die voltooide massa, ryk aan eritrosiete, word gebruik vir oortapping in geval van bloedverlies, operasies. Eritrosietmassa word dikwels gebruik om bloedarmoede en ander sistemiese bloedsiektes te behandel.
In moderne mediese praktyk word baie toestelle van 'n nuwe generasie gebruik, wat dit moontlik maak om 'n roterende drom tot 'n sekere spoed te versnel en dit op 'n sekere oomblik te stop. Dit laat jou toe om bloed meer akkuraat te skei in rooibloedselle, bloedplaatjies, plasma, serum enklonte. Ander liggaamsvloeistowwe word op soortgelyke wyse ondersoek, veral stowwe in die samestelling van urine word geskei.
Sentrifuges: hooftipes
Ons het uitgevind wat sentrifugering is. Laat ons nou uitvind watter toestelle gebruik word om die metode te implementeer. Sentrifuges is óf toe óf oop, met 'n meganiese of handaandrywing. Die belangrikste werkende deel van handmatige oop toestelle is 'n roterende as wat vertikaal geleë is. In sy boonste deel is 'n staaf loodreg vas, waar beweegbare metaalmoue geleë is. Hulle bevat spesiale proefbuise, vernou aan die onderkant. Watte word aan die onderkant van die moue geplaas, wat dit moontlik maak om skade aan die glasproefbuis in kontak met metaal te vermy. Vervolgens word die apparaat aan die gang gesit. Na 'n rukkie word die vloeistof van die gesuspendeerde vaste stowwe geskei. Daarna word die handsentrifugeer gestop. 'n Digte, soliede neerslag word onder in die proefbuise gekonsentreer. Bo dit is die vloeibare deel van die stof.
Meganiese geslote tipe sentrifuges het 'n groot aantal huls om proefbuise te akkommodeer. Sulke toestelle is geriefliker as handmatige toestelle. Hul rotors word aangedryf deur kragtige elektriese motors en is in staat om tot 3000 rpm te versnel. Dit maak dit moontlik om beter skeiding van vloeibare stowwe van vaste stowwe uit te voer.
Kenmerke van buisvoorbereiding tydens sentrifugering
Bype waarvoor gebruik wordsentrifugering, moet gevul word met toetsmateriaal van identiese massa. Daarom word spesiale hoëpresisieskale vir metings hier gebruik. Wanneer balansering van veelvuldige buise in 'n sentrifuge vereis word, word die volgende tegniek gebruik. Nadat 'n paar glashouers geweeg is en dieselfde massa bereik is, word een van hulle as 'n standaard gelaat. Daaropvolgende buise word met hierdie monster geëquilibreer voordat dit in die apparaat geplaas word. Hierdie tegniek versnel die werk aansienlik as dit nodig is om 'n hele reeks buise vir sentrifugering voor te berei.
Dit is opmerklik dat te veel proefstof nooit in proefbuise geplaas word nie. Glashouers word so gevul dat die afstand na die rand ten minste 10 mm is. Andersins sal die stof onder die invloed van sentrifugale krag uit die proefbuis stort.
Supersentrifuges
Om die bestanddele van uiters fyn suspensies te skei, is konvensionele hand- of meganiese sentrifuges nie genoeg nie. In hierdie geval is 'n meer indrukwekkende effek op stowwe van sentrifugale kragte nodig. Supersentrifuges word gebruik in die implementering van sulke prosesse.
Die toestelle van die voorgestelde plan is toegerus met 'n blinde drom in die vorm van 'n buis met 'n klein deursnee - nie meer as 240 mm nie. Die lengte van so 'n drom oorskry aansienlik sy deursnit, wat dit moontlik maak om die aantal omwentelinge aansienlik te verhoog en 'n kragtige sentrifugale krag te skep.
In die supersentrifuge gaan die toetsstof die drom binne, beweeg langs die buis en tref spesiale weerkaatsers wat weggegooi wordmateriaal op die mure van die toestel. Daar is ook kamers wat ontwerp is vir afsonderlike onttrekking van ligte en swaar vloeistowwe.
Supersentrifuge-voordele sluit in:
- absolute strakheid;
- hoogste skeidingskoers;
- kompakte grootte;
- moontlikheid om stowwe op molekulêre vlak te skei.
Ter afsluiting
So het ons uitgevind wat sentrifugering is. Tans vind die metode sy toepassing wanneer dit nodig is om sedimente van oplossings te isoleer, vloeistowwe te suiwer en komponente van biologies aktiewe en chemiese stowwe te skei. Ultrasentrifuges word gebruik om stowwe op molekulêre vlak te skei. Die sentrifugeermetode word aktief gebruik in die chemiese, olie-, kern-, voedselindustrieë, sowel as in medisyne.
