Ly tâm là gì? Phương pháp được sử dụng để làm gì? Thuật ngữ "ly tâm" có nghĩa là sự phân tách các phần tử lỏng hoặc rắn của một chất thành các phần nhỏ khác nhau bằng cách sử dụng lực ly tâm. Việc tách các chất này được thực hiện thông qua việc sử dụng thiết bị đặc biệt - máy ly tâm. Nguyên tắc của phương pháp là gì?
Nguyên tắc ly tâm
Chúng ta hãy xem xét định nghĩa chi tiết hơn. Ly tâm là tác động vào các chất bằng cách quay siêu tốc trong một thiết bị chuyên dụng. Bộ phận chính của bất kỳ máy ly tâm nào là rôto, chứa các rãnh để lắp đặt các ống nghiệm bằng vật liệu được tách thành các phần riêng biệt. Trong quá trình quay của rôto ở tốc độ cao, lực ly tâm phát huy tác dụng. Các chất cho vào ống nghiệm được tách thành các chất khác nhau tùy theo mức độ khối lượng riêng. Ví dụ: ly tâm lấy mẫu nước ngầm để tách chất lỏng và kết tủa chất rắn trong nó.
Tác giảphương pháp
Lần đầu tiên người ta biết ly tâm là gì, sau các thí nghiệm do nhà khoa học A. F. Lebedev tiến hành. Phương pháp này được phát triển bởi một nhà nghiên cứu để xác định thành phần của nước trong đất. Trước đây, quá trình lắng chất lỏng tiếp theo là tách các mẫu rắn ra khỏi nó đã được sử dụng cho mục đích này. Sự phát triển của phương pháp ly tâm làm cho nó có thể xử lý công việc này nhanh hơn nhiều. Nhờ sự phân tách này, có thể chiết xuất phần rắn của các chất từ chất lỏng ở dạng khô chỉ trong vài phút.
Các bước ly tâm
Ly tâm vi sai bắt đầu bằng việc lắng các chất cần khảo sát. Quá trình xử lý vật liệu như vậy diễn ra trong bể lắng. Trong quá trình lắng, các hạt vật chất bị tách ra dưới tác dụng của lực hấp dẫn. Điều này cho phép các chất được chuẩn bị để tách tốt hơn bằng cách sử dụng lực ly tâm.
Hơn nữa, các chất trong ống nghiệm được lọc. Ở giai đoạn này, cái gọi là trống đục lỗ được sử dụng, được thiết kế để tách các hạt chất lỏng khỏi chất rắn. Trong quá trình các hoạt động được trình bày, tất cả cặn lắng vẫn còn trên thành của máy ly tâm.
Lợi ích của phương pháp
So với các phương pháp khác để tách các chất riêng lẻ, chẳng hạn như lọc hoặc lắng, ly tâm giúp thu được kết tủa với độ ẩm tối thiểu. Việc sử dụng phương pháp tách này có thể tách các huyền phù phân tán mịn. Kết quả làthu được các hạt có kích thước từ 5-10 micron. Một ưu điểm quan trọng khác của ly tâm là khả năng thực hiện nó bằng cách sử dụng thiết bị có thể tích và kích thước nhỏ. Hạn chế duy nhất của phương pháp này là tiêu thụ năng lượng cao của các thiết bị.
Ly tâm trong sinh học
Trong sinh học, việc tách các chất thành các chất riêng biệt được sử dụng khi cần chuẩn bị các chế phẩm để soi dưới kính hiển vi. Quá trình ly tâm ở đây được thực hiện trên các thiết bị phức tạp - cytorotors. Các thiết bị như vậy, ngoài các khe cắm ống nghiệm, còn được trang bị giá đỡ mẫu, các loại lam kính có thiết kế phức tạp. Chất lượng của các vật liệu thu được và do đó, lượng thông tin hữu ích có thể thu thập được từ kết quả phân tích trực tiếp phụ thuộc vào thiết kế của máy ly tâm khi tiến hành nghiên cứu trong sinh học.
Ly tâm trong công nghiệp lọc dầu
Phương pháp ly tâm không thể thiếu trong sản xuất dầu. Có những hóa thạch hydrocacbon mà từ đó nước không được giải phóng hoàn toàn trong quá trình chưng cất. Quá trình ly tâm giúp loại bỏ chất lỏng dư thừa ra khỏi thành phần của dầu, làm tăng chất lượng của dầu. Trong trường hợp này, dầu được hòa tan trong benzen, sau đó được làm nóng đến 60oC, và sau đó chịu lực ly tâm. Cuối cùng, đo lượng nước còn lại trong chất và nếu cần, lặp lại quy trình.
Ly tâm máu
Phương pháp này được sử dụng rộng rãi trong y tếbàn thắng. Trong y học, nó cho phép bạn giải quyết một số vấn đề sau:
- Lấy mẫu máu đã tinh khiết để xét nghiệm tế bào máu. Vì những mục đích này, tế bào máu được tách khỏi huyết tương của nó trong máy ly tâm. Hoạt động này giúp loại bỏ vi rút, kháng thể dư thừa, vi khuẩn gây bệnh, độc tố trong máu.
- Chuẩn bị máu để truyền cho người hiến. Sau khi tách dịch cơ thể thành các phần nhỏ riêng biệt bằng cách ly tâm, các tế bào máu được trả lại cho người hiến tặng và huyết tương được sử dụng để truyền hoặc đông lạnh để sử dụng sau này.
- Cô lập khối tiểu cầu. Chất này được lấy từ huyết tương làm giàu tiểu cầu. Khối lượng kết quả được sử dụng trong các khoa phẫu thuật và huyết học của các cơ sở y tế, trong điều trị khẩn cấp, phòng phẫu thuật. Việc sử dụng khối lượng tiểu cầu trong y học giúp cải thiện quá trình đông máu ở nạn nhân.
- Tổng hợp khối hồng cầu. Quá trình ly tâm của các tế bào máu xảy ra bằng cách tách tinh vi các phần của nó theo một kỹ thuật đặc biệt. Khối thành phẩm, giàu hồng cầu, được dùng để truyền trong trường hợp mất máu, phẫu thuật. Khối hồng cầu thường được sử dụng để điều trị bệnh thiếu máu và các bệnh về máu toàn thân khác.
Trong thực hành y tế hiện đại, nhiều thiết bị thế hệ mới được sử dụng, có thể tăng tốc trống quay đến một tốc độ nhất định và dừng nó tại một thời điểm nhất định. Điều này cho phép bạn phân tách chính xác hơn máu thành các tế bào hồng cầu, tiểu cầu, huyết tương, huyết thanh vàcác cục máu đông. Các chất lỏng khác của cơ thể được kiểm tra theo cách tương tự, đặc biệt, các chất trong thành phần của nước tiểu được tách ra.
Máy ly tâm: loại chính
Chúng tôi đã tìm ra ly tâm là gì. Bây giờ chúng ta hãy tìm hiểu những thiết bị được sử dụng để thực hiện phương pháp. Máy ly tâm có thể đóng hoặc mở, truyền động bằng cơ hoặc bằng tay. Bộ phận làm việc chính của các thiết bị mở bằng tay là một trục quay nằm theo phương thẳng đứng. Ở phần trên của nó, một thanh được cố định vuông góc, nơi đặt các ống bọc kim loại có thể di chuyển được. Chúng chứa các ống nghiệm đặc biệt, được thu hẹp ở đáy. Bông gòn được đặt dưới đáy ống tay áo, giúp tránh làm hỏng ống nghiệm thủy tinh tiếp xúc với kim loại. Tiếp theo, bộ máy được chuyển động. Sau một thời gian, chất lỏng được tách ra khỏi chất rắn lơ lửng. Sau đó, máy ly tâm thủ công được dừng lại. Ở đáy các ống nghiệm xuất hiện kết tủa rắn, đặc. Bên trên nó là phần chất lỏng của chất.
Máy ly tâm kiểu kín cơ học có số lượng lớn các ống bọc để chứa các ống nghiệm. Những thiết bị như vậy thuận tiện hơn những thiết bị thủ công. Các cánh quạt của chúng được dẫn động bằng động cơ điện mạnh mẽ và có khả năng tăng tốc lên đến 3000 vòng / phút. Điều này làm cho nó có thể thực hiện tốt hơn việc tách các chất lỏng khỏi chất rắn.
Tính năng chuẩn bị ống trong quá trình ly tâm
Ống được sử dụng choly tâm, phải được đổ đầy vật liệu thử có khối lượng giống hệt nhau. Do đó, các loại cân đặc biệt có độ chính xác cao được sử dụng cho các phép đo ở đây. Khi cần cân bằng nhiều ống trong máy ly tâm, kỹ thuật sau được sử dụng. Sau khi cân một cặp bình thủy tinh và đạt được khối lượng như nhau, một trong số chúng được lấy làm chuẩn. Các ống tiếp theo được cân bằng với mẫu này trước khi đặt vào thiết bị. Kỹ thuật này tăng tốc đáng kể công việc nếu cần chuẩn bị toàn bộ một loạt ống để ly tâm.
Điều cần lưu ý là không bao giờ cho quá nhiều chất thử vào ống nghiệm. Các hộp thủy tinh được lấp đầy sao cho khoảng cách đến mép ít nhất là 10 mm. Nếu không, chất này sẽ chảy ra khỏi ống nghiệm dưới tác dụng của lực ly tâm.
Máy siêu ly tâm
Để tách các thành phần của huyền phù cực tốt, máy ly tâm thủ công hoặc cơ khí thông thường là không đủ. Trong trường hợp này, cần phải có một tác dụng ấn tượng hơn đối với các chất từ lực ly tâm. Máy siêu ly tâm được sử dụng để thực hiện các quy trình như vậy.
Các thiết bị của kế hoạch được trình bày được trang bị một trống mù ở dạng ống có đường kính nhỏ - không quá 240 mm. Chiều dài của trống như vậy vượt quá tiết diện của nó một cách đáng kể, điều này có thể làm tăng đáng kể số vòng quay và tạo ra lực ly tâm mạnh mẽ.
Trong máy siêu ly tâm, chất thử đi vào trống, di chuyển dọc theo ống và chạm vào các tấm phản xạ đặc biệt và bị văng ra xavật liệu trên thành của thiết bị. Ngoài ra còn có các khoang được thiết kế để rút các chất lỏng nhẹ và nặng riêng biệt.
Quyền lợi siêu ly tâm bao gồm:
- kín tuyệt đối;
- tỷ lệ phân tách cao nhất;
- kích thước nhỏ gọn;
- khả năng phân tách các chất ở cấp độ phân tử.
Đang đóng
Vì vậy, chúng tôi đã tìm ra ly tâm là gì. Hiện nay, phương pháp này được ứng dụng khi cần tách cặn của dung dịch, làm sạch chất lỏng, tách các thành phần của các chất hoạt động sinh học và hóa học. Máy siêu ly tâm được sử dụng để tách các chất ở cấp độ phân tử. Phương pháp ly tâm được sử dụng tích cực trong các ngành công nghiệp hóa chất, dầu mỏ, hạt nhân, thực phẩm, cũng như trong y học.
