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离心机
离心机是利用离心力，分离液体与固体颗粒或液体与液体的混合物中各组分的机械。离心机主要用于将悬浮液中的固体颗粒与液体分开；或将乳浊液中两种密度不同，又互不相溶的液体分开(例如从牛奶中分离出奶油)；它也可用于排除湿固体中的液体，例如用洗衣机甩干湿衣服；特殊的超速管式分离机还可分离不同密度的气体混合物；利用不同密度或粒度的固体颗粒在液体中沉降速度不同的特点，有的沉降离心机还可对固体颗粒按密度或粒度进行分级。
目录
基本简介
离心原理
基本分类
结构性能
日常保养
发展回顾
注意问题
相关词条
基本简介
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离心机
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。中国古代，人们用绳索的一端系住陶罐，手握绳索的另一端，旋转甩动陶罐，产生离心力挤压出陶罐中蜂蜜，这就是离心分离原理的早期应用。工业离心机诞生于欧洲，比如19世纪中叶，先后出现纺织品脱水用的三足式离心机，和制糖厂分离结晶砂糖用的上悬式离心机。这些最早的离心机都是间歇操作和人工排渣的。由于卸渣机构的改进，20世纪30年代出现了连续操作的离心机，间歇操作离心机也因实现了自动控制而得到发展。
工业用离心机按结构和分离要求，可分为过滤离心机、沉降离心机和分离机三类。
离心机有一个绕本身轴线高速旋转的圆筒，称为转鼓，通常由电动机驱动。悬浮液(或乳浊液)加入转鼓后，被迅速带动与转鼓同速旋转，在离心力作用下各组分分离，并分别排出。通常，转鼓转速越高，分离效果也越好。离心分离机的作用原理有离心过滤和离心沉降两种。离心过滤是使悬浮液在离心力场下产生的离心压力，作用在过滤介质上，使液体通过过滤介质成为滤液，而固体颗粒被截留在过滤介质表面，从而实现液-固分离；离心沉降是利用悬浮液(或乳浊液)密度不同的各组分在离心力场中迅速沉降分层的原理，实现液-固(或液-液)分离。还有一类实验分析用的分离机，可进行液体澄清和固体颗粒富集，或液-液分离，这类分离机有常压、真空、冷冻条件下操作的不同结构型式。
衡量离心分离机分离性能的重要指标是分离因数。它表示被分离物料在转鼓内所受的离心力与其重力的比值，分离因数越大，通常分离也越迅速，分离效果越好。工业用离心分离机的分离因数一般为100～20000，超速管式分离机的分离因数可高达62000，分析用超速分离机的分离因数最高达610000。决定离心分离机处理能力的另一因素是转鼓的工作面积，工作面积大处理能力也大。
选择离心机须根据悬浮液(或乳浊液)中固体颗粒的大小和浓度、固体与液体(或两种液体)的密度差、液体粘度、滤渣(或沉渣)的特性，以及分离的要求等进行综合分析，满足对滤渣(沉渣)含湿量和滤液(分离液)澄清度的要求，初步选择采用哪一类离心分离机。然后按处理量和对操作的自动化要求，确定离心机的类型和规格，最后经实际试验验证。
通常，对于含有粒度大于0.01毫米颗粒的悬浮液，可选用过滤离心机；对于悬浮液中颗粒细小或可压缩变形的，则宜选用沉降离心机；对于悬浮液含固体量低、颗粒微小和对液体澄清度要求高时，应选用分离机。
离心原理
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离心机
当含有细小颗粒的悬浮液静置不动时，由于重力场的作用使得悬浮的颗粒逐渐下沉。粒子越重，下沉越快，反之密度比液体小的粒子就会上浮。微粒在重力场下移动的速度与微粒的大小、形态和密度有关，并且又与重力场的强度及液体的粘度有关。象红血球大小的颗粒，直径为数微米，就可以在通常重力作用下观察到它们的沉降过程。
此外，物质在介质中沉降时还伴随有扩散现象。扩散是无条件的绝对的。扩散与物质的质量成反比，颗粒越小扩散越严重。而沉降是相对的，有条件的，要受到外力才能运动。沉降与物体重量成正比，颗粒越大沉降越快。对小于几微米的微粒如病毒或蛋白质等，它们在溶液中成胶体或半胶体状态，仅仅利用重力是不可能观察到沉降过程的。因为颗粒越小沉降越慢，而扩散现象则越严重。所以需要利用离心机产生强大的离心力，才能迫使这些微粒克服扩散产生沉降运动。
离心就是利用离心机转子高速旋转产生的强大的离心力，加快液体中颗粒的沉降速度，把样品中不同沉降系数和浮力密度的物质分离开。
基本分类
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离心机
一、按分离因素Fr值，可将离心机分为以下几种型式：
1、常速离心机
Fr≤3500（一般为600~1200），这种离心机的转速较低，直径较大。
2、高速离心机
Fr=3500~50000，这种离心机的转速较高，一般转鼓直径较小，而长度较长。
3、超高速离心机
Fr＞50000，由于转速很高（50000r/min以上），所以转鼓做成细长管式。
分离因素Fr是指物料在离心力场中所受的离心力，与物料在重力场中所受到的重力之比值。
二、按操作方式，可将离心机分为以下型式：
1、间隙式离心机
其加料、分离、洗涤和卸渣等过程都是间隙操作，并采用人工、重力或机械方法卸渣，如三足式和上悬式离心机。
2、连续式离心机
其进料、分离、洗涤和卸渣等过程，有间隙自动进行和连续自动进行两种。
三、按卸渣方式，可将离心机分为一下型式：
1、刮刀卸料离心机
工序间接，操作自动。
2、活塞推料离心机
工序半连续，操作自动。
3、螺旋卸料离心机
工序连续，操作自动。
4、离心力卸料离心机
工序连续，操作自动。
5、振动卸料离心机
工序连续，操作自动。
6、颠动卸料离心机
工序连续，操作自动。
四、按工艺用途，可将离心机分为：过滤式离心机、沉降式离心机、离心分离机。
五、按安装的方式，还可将其分为立式、卧式、倾斜式、上悬式和三足式等。
结构性能
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离心机
电动离心机的基本结构和性能
①普通（非冷冻）离心机这类离心机结构较简单，可分小型台式和落地式两类，配有驱动电机、调速器、定时器等装置，操作方便。低速离心机其转速一般不超过4000rpm，台式高速离心机最大转速可达18000rpm。
②低速冷冻离心机转速一般不超过4000rpm，最大容量为2—4L，是实验室最常用于大量初级分离提取生物大分子、沉淀物等。其转头多用铝合金制的甩平式和角式两种，离心管有硬质玻璃、聚乙烯硬塑料和不锈钢管多种型号。离心机装配有驱动电机、定时器、调整器（速度指示）和制冷系统（温度可调范围为-20—+40℃），可根据离心物质所需，更换不同容量和不同型号转速的转头。
③高速冷冻离心机转速可达20000rpm以上，除具有低速冷冻离心机的性能和结构外，高速离心机所用角式转头均用钛合金和铝合金制成。离心管为具盖聚乙烯硬塑料制品。这类离心机多用于收集微生物、细胞碎片、细胞、大的细胞器、硫酸沉淀物以及免疫沉淀物等。
④超速离心机转速可达50000rpm以上，能使亚细胞器分级分离，并用于蛋白质、核酸分子量的测定等。其转头为高强度钛合金制成，可根据需要更换不同容量和不同型号的转速转头。超速离心机驱动电机有两种，一种为调频电机直接升速，另一种为通过变速齿轮箱升速。为了防止驱动电机在高速运转中产热，装有冷却驱动电机系统（风冷、水冷），限速器、记时器、转速记录器等。此外，超速离心机还装配有抽真空系统。
低速离心机的一般使用规程
（1）使用方法
①检查离心机调速旋钮是否处在零位，外套管是否完整无损和垫有橡皮垫。
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离心机
②离心前，先将离心的物质转移入合适的离心管中，其量以距离心管口1~2cm为宜，以免在离心时甩出。将离心管放入外套管中，在外套管与离心管间注入缓冲水，使离心管不易破损。
③取一对外套管（内已有离心管）放在台秤上平衡。如不平衡，可调整缓冲用水或离心物质的量。将平衡好的套管放在离心机十字转头的对称位置上。把不用的套管取出，并盖好离心机盖。
④接通电源，开启开关。
⑤平稳、缓慢地转动调速手柄（约需1~2分钟）至所需转速，待转速稳定后再开始计时。
⑥离心完毕，将手柄慢慢地调回零位。关闭开关。切断电源。
⑦待离心机自行停止转动手，才可打开机盖，取出离心样品。
⑧将外套管、橡胶垫冲洗干净，倒置干燥备用。
（2）注意事项
①离心机要放在平坦和结实的地面或实验台上，不允许倾斜。
②离心机应接地线，以确保安全。
③离心机启动后，如有不正常的噪音及振动时，可能离心管破碎或相对位置上的两管重量不平衡，应立即关机处理。
④须平稳、缓慢增减转速。关闭电源后，要等候离心机自动停止。不允许用手或其他物件迫使离心机停转。
⑤一年检查一次电动机的电刷及轴承磨损情况，必要时更换电刷或轴承。注意电刷型号必须相同。更换时要清洗刷盒及整流子表面污物。新电刷要自由落入刷盒内。要求电刷与整流子外圆吻合。轴承缺油或有污物时，应清洗加油，轴承采用二硫化钼锂基脂润滑。加量一般为轴承空隙的1/2。
日常保养
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离心机
1、离心机运转前应先切断电源并先松开离心机刹车，可以手试转动转鼓，看有无咬煞情况。
2、检查其他部位有无松动及不正常情况。
3、接通电源依顺时针方向开车启动（通常从静止状态到正常运转约需40-60秒左右）。
4、通常每台设备到厂后均须空车运转3小时左右，无异常情况即可工作。
5、物料尽可能要放置均匀。
6、必须专人操作，容量不得超过额定量。
7、严禁机器超速运转，以免影响机器使用寿命。
8、机器开动后，若有异常情况必须停车检查，必要时需予以拆洗修理。
9、离心机工作时是高速运转，因此切不可用身体触及其转鼓，以防意外。
10、滤布的目数应根据所分离物料的固相颗粒的大小而定，否则影响分离效果。另外滤布安装时应将滤布
11、密封圈嵌入转鼓密封槽内，以防物料跑入。
12、为确保离心机正常运转，转动部件请每隔6个月后加油保养一次。同时查看轴承处运转润滑情况，有无磨损现象；制动装置中的部件是否有磨损情况，严重的予以更换；轴承盖有无漏油情况。
13、机器使用完毕，应作好清洁工作，保持机器整洁。
14、不要将非防腐型离心机与于高腐蚀性物料的分离；另外严格按照设备要求、规定操作，非防爆型离心机切不可用于易燃、易爆场合。
发展回顾
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离心机
离心机是将样品进行分离的仪器，广泛应用干生物医学、石油化工、农业、食品卫生等领域，它利用不同物质在离心力场中沉淀速度的差异，实现样品的分析分离。离心机自问世以来，历经低速、调整、超速的变迁，其进展主要体现在离心设备和离心技术两方面，二者相辅相成。
从转速看，台式离心机基本属于低速、高速离心机的范畴，因此具有低速和高速离心机的技术特点，其结构主要由电机驱动系统、制冷系统、机械系统、转头和系统控制等几部分组成，与落地式离心机相比只不过是尺寸和容量小一点罢了。通用台式离心机的发展已经模糊了低速、高速、微量和大容量离心机的界线，众多的转头为科研人员提供相当广泛的应用范围，成为科研实验室首选机型，如美国的Sorvall的ST2l，德国Heracus新机型BiofugeStratos等。
注意问题
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离心机
实验室常用的是电动离心机
电动离心机转动速度快，要注意安全，特别要防止在离心机运转期间，因不平衡或试管垫老化，而使离心机边工作边移动，一致从实验台上掉下来，或因盖子未盖，离心管因振动而破裂后，玻璃碎片旋转飞出，造成事故。因此使用离心机时，必须注意以下操作。
（1）离心机套管底部要垫棉花或试管垫。
（2）电动离心机如有噪音或机身振动时，应立即切断电源，即时排除故障。
（3）离心管必须对称放入套管中，防止机身振动，若只有一支样品管另外一支要用等质量的水代替。
（4）启动离心机时，应盖上离心机顶盖后，方可慢慢启动。
（5）分离结束后，先关闭离心机，在离心机停止转动后，方可打开离心机盖，取出样品，不可用外力强制其停止运动。
（6）离心时间一般1～2分钟，在此期间，实验者不得离开去做别的事。
相关词条
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