سانتریفیوژ چرخشی چیست؟

در این مطلب قصد داریم کمی در مورد سانتریفیوژ ها و همچنین سانتریفیوژ چرخشی صحبت کنیم. با ما همراه باشید.سانتریفیوژ چرخشی

سانتریفیوژ یکی از وسیله های مورد استفاده در آزمایشگاه ها است که برای جدا کردن بخش های سازنده ی یک ماده مورد استفاده قرار می گیرد و بیشترین استفاده از آن در شیمی، فیزیک و زیست شناسی است. اساس کار این دستگاه به این شکل است که به کمک نیروی گریز از مرکز این جداسازی را انجام می دهد. این گونه است که با کمک این نیرو قسمتی از آن ماده که دارای جرم سنگین تری است از بخشی از آن که دارای جرم سبک تری است بر اثر چرخش جدا می شود. عموما این شیوه برای ماده هایی که در حالت جامد یا گاز قرار دارند به خوبی جوابگو است. 

دستگاه سانتریفیوژ چیست و چه کاری انجام می دهد؟

پیش از اینکه به دستگاه سانتریفیوژ چرخشی بپردازیم لازم است ابتدا در مورد خود دستگاه سانتریفیوژ اطلاعاتی به دست آوریم. همانطور که در بالا هم گفته شد سانتریفیوژها دستگاهای هستند که به وسیله ی آنها می توان مواد تشکیل دهنده ی یک ماده را بر اساس جرم آنها از یکدیگر جدا کرد. نیرویی که در این دستگاه به کمک آن این عمل جداسازی را انجام می دهد نیروی گریز از مرکز نام دارد. نیروی گریز از مرکز که به آن نیروی مرکزگرا یا نیروی جانب به مرکز هم گفته می شود معمولا در یک حرکت از نوع دورانی و یکنواخت مشاهده می شود. در این نوع از حرکت ها این نیرو قادر است انرژی لازم برای انجام حرکت را فراهم آورد. به بیان دیگر این نیرو، نیرویی است که به یک ماده به جرم معین وارد شده و سبب می شود تا آن ماده با سرعت معین و تغییر ناپذیری یک حرکت دورانی را طی کند. این حرکت دورانی روی نیم قطر یک دایره انجام می شود.جهت این نیرو هم همواره به سمت مرکز دایره است. حال با کمک این نیرو در ماده ی مورد نظر ماده ی تشکیل دهنده ای از آن که جرم بیشتری دارد یا به زبان ساده تر سنگین تر است در ته ظرف ته نشین می شود و ماده ی سبک تر نیز روی آن باقی می ماند. این کار برای زمانی مناسب است که مثلا می خواهیم اجزای یک محلول را از هم جدا کنیم و می دانیم ماده های سازنده ی آن داراری اختلاف جرم هستند.

سانتریفیوژ چرخشی

سانتریفیوژ 

دستگاه سانتریفیوژ چگونه کار می کند؟

حال که با مبانی کارکرد دستگاه سانتریفیوژ کمی آشنایی پیدا کردیم می خواهیم ببینیم این دستگاه چگونه کار می کند . معمولا این دستگاه ها را بر اساس دو فاکتور طراحی می کنند: نخست شعاع دوران و دیگری تعداد دورانی که دستگاه می تواند در مدت زمان 60 ثانیه داشته باشد. این نکته ی مهم را به خاطر بسپارید که اساس کار دستگاه های سانتریفیوژ نیروی گریز از مرکز است و به کمک این نیرو است که دستگاه قسمت های مختلف ماده را از یکدیگر جدا میکند. هنگامی که این دستگاه دوران خود را شروع می کند به تدریج قسمتی از ماده که دارای جرم مولکولی بیشتری است فاصله شان با مرکز افزایش پیدا می کند و در عوض قسمت سبکتر ماده یا محلول و غیره به سمت مرکز سانتریفیوژ حرکت می کند. در نتیجه کم کم این دو فاز از یکدیگر جدا میشوند و سانتریفیوژ کا خود را به پایان می رساند. دو عامل مهمی که نیروی گریز از مرکز به آن وابسته است عبارت هستند از: اندازه ی شعاع و نیز نیرویی که به دستگاه وارد می شود. عموما این دستگاه ها را بر طبق نیروی سانتریفیوژ نسبی با یکدیگر مقایسه می کنند. دو دستگاه سانتریفیوژ که از دو شعاع مرکز مختلف استفاده می کنند در صورتی داراری نیروی سانتریفیوژ نسبی مساوی هستند که دستگاه با شعاع کمتر با نیروی بیشتری کار کند یعنی تعداد گردش های آن باید از سانتریفیوژ بزرگتر بیشتر باشد. علاوه بر این دستگاهی که دارای شعاع بزرگتر است سرعت انجام کار برای آن بالاتر است و عملیات جداسازی را سریعتر انجام می دهد.


اجزای تشکیل دهنده ی دستگاه سانتریفیوژ چیست؟

دستگاه سانتریفیوژ چرخشی و به طور کلی تمامی دستگاه های سانتریفیوژ از بخش های مختلفی ساخته شده اند که مهمترین آنها به شرح زیر هستند:

·    موتور الکتریکی سانتریفیوژ،روتور سانتریفیوژ، زمان سنج، شافت سانتریفیوژ، سر روتور، کلید آن و آف، پیچ تنظیم سرعت، پیچ تنظیم دروان سانتریفیوژ که تاچومتر نامیده می شود.


انواع دستگاه های سانتریفیوژ کدام هستند؟

پیش از اینکه به سانتریفیوژ چرخشی بپردازیم بهتر است با انواع نمونه های دستگاه سانتریفیوژ آشنا شویم. سانتریفیوژها دارای دسته بندی های مختلفی هستند که برخی از این فاکتورها عبارت هستند از: دسته بندی بر اساس روتور دستگاه، دسته بندی براساس سرعت دستگاه و سانتریفیوژ های آزمایشگاهی

روتورها یکی از مهم ترین و اصلی ترین قسمت های تشکیل دهنده ی هر سانتریفیوژ هستند. به همین علت است که بر حسب نوع روتوری که در دستگاه استفاده شده است سانتریفیوژها را دسته بندی می کنند. بر اساس نوع روتور سانتریفیوژ این دستگاه در نمونه هایی طبقه بندی می شوند که به شرح زیر هستند:

·    سانتریفیوژ زاویه ثابت

·    سانتریفیوژ زاویه شناور

·    سانتریفیوژ توبولار

معمولا در آزمایشگاه ها چه پزشکی و چه تحقیقاتی از سانتریفیوژهایی استفاده می شود که کوچک اما دقیق هستند و مواد شیمیایی یا بیولوژیکی را جداسازی می کنند. انواع سانتریفیوژهای آزمایشگاهی عبارت هستند از:

·    سانتریفیوژ بالینی

·    سانتریفیوژ سیتولوژی

·    سانتریفیوژ هماتوکریت

·    میکرو سانتریفیوژ

·    اولترا سانتریفیوژ

·    سانتریفیوژهای داراری یخچال

·    سانتریفیوژهای بالینی از نوع جدا کننده ی قسمت های مختلف خون

·    سانتریفیوژ خلا

·    سانتریفیوژ افتراقی

·    سانتریفیوژ گازی

·    سانتریفیوژ شستشو دهنده ی سلول

عموما این دستگاه ها برای این که قسمت های مختلف یک محلول را از یکدیگر مجزا کنند دارای سرعت های مختلفی هستند که بنا به کاری که قرار است انجام شود می بایست از نوع مناسب بهره گرفته شود. بر اساس سرعت سانتریفیوژها در سه دسته ی زیر قرار می گیرند:

·    سانتریفیوژهای سرعت زیاد: سرعت سانتریفیوژ را برحسب دور به ازای هر دقیقه می سنجند. این دسته از سانتریفیوژها سرعتی معادل دو هزار و صد تا سی هزار دور بر دقیقه دارند و از یک سامانه ی خنک کننده استفاده می کنند چرا که با توجه به میزان بالای سرعتی که دارند ممکن است دستگاه داغ کند.

·    سانتریفیوژهای سرعت کم: این نوع از دستگاه ها سرعتی در حدود دوهزار تا هشت هزار دور بر دقیقه دارند که همانطور که می بینید در مقایسه با سانتریفیوژهای با سرعت بالا رقم کمی محسوب می شود. معمولا این سانتریفیوژها برای کارهای آزمایشگاهی مانند جدا کردن قسمت های مختلف اجزای تشکیل دهنده ی خون استفاده می شوند.

·    اولترا سانتریفیوژ: این دسته از دستگاه ها داراری سرعت بسیار بالایی هستند و مانند سانتریفیوژهای گروه اول از سامانه های خنک کننده بهره می برند. از جمله استفاده های این سانتریفیوژها در جدا کردن اجزای مواد بسیار بسیار کوچک مثل ماکرومولکول های زیستی است.

چه نکته هایی را باید در هنگام کار با سانتریفیوژ رعایت کرد؟

هنگامی که می خواهید با سانتریفیوژ چرخشی یا هر نوع از سانتریفیوژها کار کنید می بایست به نکته هایی دقت کنید. این نکته ها عبارت هستند از:

§    قرار گرفتن دستگاه سانتریفیوژ باید همواره به شکل افقی باشد. این امر باعث می شود تا در هنگام استفاده دستگاه در وضعیتی کاملا متعادل قرار بگیرد و نتواند تکان بخورد. علاوه بر این جایی که قرار است دستگاه را آنجا بگذارید می بایست مسطح بوده و از هرگونه تزلزل به دور باشد.

§    حتما پس از اینکه دستگاه را در جایی مطمئن قرار دادید تعادل آن را چک کنید. این حفظ تعادل و تراز بودن سانتریفیوژ به دوام و طول عمر مفید آن کمک شایانی می کند.

§    اگر تعداد لوله های آزمایش مورد استفاده ی شما زوج نیستند بهتر است یک لوله را با آب پر کرده و به بقیه ی لوله ها اضافه کنید تا زوج شوند.

§    در سانتریفیوژهایی که از نوع میکرو یا هماتوکریت هستند به علت اینکه پایه و موتور خود سانتریفیوژ دارای وزن بالای است تراز بودن آن خیلی مهم نیست. چرا که وزن لوله ها در مقابل وزن کلی دستگاه قابل اغماض است.

§    ولوم های مخصوص کنترل سرعت و تایم دوران دستگاه را با دقت بالا مورد استفاده قرار دهید تا دچار آسیب و خرابی نشوند.

§    اگر وقتی دستگاه در حال استفاده بود صداهای غیر معمول تولید کرد بلافاصله آن را خاموش کنید.

§    بعد از اینکه کارتان با دستگاه سانتریفیوژ به اتمام رسید حتما ان را تمیز کنید.

§    سرویس های دوره ای برای دستگاه را فراموش نکنید تا اگر مشکل پیش آمده بود و قطعه های از دستگاه مانند زغال های ان یا برس ها و غیره نیاز به عوض شدن داشتند به موقع متوجه شوید.


§    گاها پیش می آید که سانتریفیوژ در قسمت های دچار اکسید شدگی می شود و زنگ می زند. برای رفع زنگ زدگی ها ابتدا اکسیدهای موجود در آن قسمت را به وسیله ی یک جسم نوک تیز مانند کاردک و غیره بتراشید و سپس با کمک گازوئیل آثار باقی مانده را پاک کنید. در انتها هم می توانید برای این که شکل ظاهری دستگاه به هم نریزد آن را رنگ کنید.

§    یکی از مشکلات به وجود آمده در رابطه با دستگاه های سانتریفیوژ شکستن لوله های آزمایش است. اگر برای شما نیز چنین اتفاقی به وقوع پیوست سریعا دستگاه را خاموش کنید. هنگامی که لوله ها می شکنند ذره های آئروسل که سایز آنها بزرگ است در هوا منتشر می شوند. سپس درها و پنجره ها را باز کرده و از اتاق خارج شوید. پس از یک ربع تا نیم ساعت بعد از ترک اتاق در حالی که ماسک زده اید اقدام به تمیز کردن دستگاه کنید. علت این وقفه ی چند دقیقه ای این است که آئروسل ها رسوب کرده و به کمک هوای اطراف از غلظت آن کاسته شود. در این پروسه استفاده از دستکش را فراموش نکنید و بهتر است از مواد آنتی باکتریال مناسب مثلا گلوتار آلدهید یک درصد بهره بگیرید.

§    همیشه به این نکته دقت داشته باشید که درب دستگاه در حین کار بسته باشد. حتی بهتر است برای پیشگیری از باز شدن درب دستگاه از نمونه هایی استفاده کنید که دارای درب های قفل شونده هستند.

§    بعد از اینکه کار دستگاه تمام شد حتما تا چند دقیقه آن را به حال خود گذاشته و سپس اقدام به باز کردن درب آن کنید.

§    سعی کنید سرعت دوران را عددی معقول و منطقی انتخاب کنید و از انتخاب قدرت های زیاد که لازم هم نیستند بپرهیزید.

چگونه از دستگاه سانتریفیوژ به خوبی نگهداری کنیم؟

برای این که دوام دستگاه سانتریفیوژ چرخشی و به طور کلی تمامی دستگاه های سانتریفیوژی که در اختیار داریم بیشتر شده و عمر مفید آن افزایش پیدا کند می بایست به نکته هایی دقت کنیم. اینکته ها عبارت هستند از:

·    حتما ولوم های تنظیم را به دقت مورد استفاده قرار دهید و برای چرخاندن آنها ارام عمل کنید.

·    اگر از دستگاه به صورت روزانه و در دفعه های زیاد استفاده می کنید حتما در انتهای روز سانتریفیوژ را با محلول هیپوکلریت سدیم که به صورت رقیق شده است و 1 مولار می باشد شستشو دهید.

·    اگر می خواهید عمر دستگاه افزایش پیدا کند حتما از سرویس های دوره ای غافل نشوید و هر 3 ماه یکبار دستگاه را به یک سرویس کار معتبر بسپارید تا آن را چک کرده و از بی عیب و نقص بودن دستگاه و قطعه های سازنده ی آن اطمینان خاطر حاصل کند.

·    برای درست کار کردن دستگاه بهتر است هر سه ماه زمان سنج ان را به کمک یک کرنومتر دستی چک کرده و تنظیم کنید. به این کار کالیبره کردن می گویند.

·    این کالیبره کردن می بایست برای دوران دستگاه هم صورت گیرد و به کمک وسیله ای به نام تاکومتر انجام می شود و می بایست هر سه ماه یکبار انجام شود

سانتریفیوژ چرخشی.

دستگاه سانتریفیوژ چرخشی چیست؟

در قسمت های پیشین در مورد این که سانتریفیوژ چیست و چگونه کار می کند صحبت کردیم. حال می خواهیم ببینیم سانتریفیوژ چرخشی چیست؟ سانتریفیوژ چرخشی همان دستگاه سانتریفیوژ است با این تفاوت که قسمت میانی دستگاه را می توان به راحتی از پایه جدا کرده و در زاویه ی دلخواه تنظیم کرده و سپس دوباره آن را سر جای خود فیکس و ثابت کرد. برای مثال اگر شما لازم داشته باشید دستگاه سانتریفیوژ زاویه ای 30 درجه داشته باشد می توانید با آزاد کردن قسمت میانی و تنظیم آن بر روی سی درجه و سپس فیکس کردن آن به این امر دست پیدا کنید.

مطالب پیشنهادی