離心機種類有那些?一篇帶你了解離心機種類和用途

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離心機作为一種廣泛使用的分離設備,在各個產業中都具有其重要的地位。在製藥產業中,離心機被應用於藥物的生產和分離過程中。在生物技術領域,離心機被使用於細胞培養、DNA/RNA萃取、蛋白質純化多個方面,在食品加工業中,離心機常用於分離懸浮液體中的固體顆粒和液體。例如,通過離心分離可以将乳脂、乳清分離來生產乳製品。而在化工、環保產業,離心機也是不可或缺的設備。例如,化工業利用離心原理進行分離和萃取;環保業則利用離心機作廢水處理淨化,所以下面我們將簡單介紹不同離心機的種類及其特點,以及如何保養維護和挑選適用的離心機。


離心機原理

離心機(centrifuge)的應用原理基於其能夠利用離心力對混合物中的各種成份進行離心分離的特性。離心力(Centrifugal force)是一種慣性力,當物體沿著曲線軌跡運動時,會產生向外的推力,使物體離開曲線軌跡。而離心機利用這一個原理,在高速旋轉時產生强大的離心力,將樣品中的成份分離分層,而達到離心的目的。離心作用的原理說明如下圖:離心前液體中不同比重密度的成份分布在離心管中,而經過離心後比重大的成份沉澱在底部,離心管中的成份依照比重大小各自分層

離心機種類有那些?

一.依照離心機使用目的

1.泛用型離心機(Universal centrifuge)

使用範圍廣泛,醫院檢驗科,學校實驗室,研究機構都可使用,工廠研究室,品管,開發,製造部門也是需要,他們都用來分離尿液,血液,細胞,病毒甚至汙水,化學成分等,只是因為使用目的不同,其轉子(Rotor)掛瓶(Bucket)套管(Adapter)離心轉速(rpm)要求而有所差異。通常泛用離心機轉子種類較多樣提供不同應用間的選擇
 

2.專用型離心機(Special centrifuge)

  • 血容積比離心機:醫院醫檢單位使用於血液檢體離心
  • 血庫用離心機:醫院分離血液成份使用
  • 牛乳乳脂離心機:食品業中使用於分離牛乳中脂肪成份
  • 油試驗離心機:工業中應用於測定油成份,為防止凝固多附有加溫裝置
     

二.依照離心機溫度來分

1.常溫離心機(centrifuge)

利用室溫空氣循環控制,若需長時間高速離心樣品的話,建議使用低溫離心機以防止馬達過熱
 

2.低溫離心機(Refrigeration centrifuge)

利用冷凍壓縮機來做低溫控制,一般若是樣品對溫度敏感或需要控制溫度的離心應用選擇
 

三.依照離心轉速來分

1.低速離心機:(Low speed centrifuge)

泛指轉速6000rpm或以下
 

2.高速離心機:(High speed centrifuge)

轉速約15000-20000rpm
 

3.超高速離心機:(Altra speed centrifuge)

指的是20000rpm以上離心轉速
 

四.依照離心樣品處理量來分

1.大容量離心機:(Large volume centrifuge)

單瓶500ml或1000ml離心瓶或血袋離心應用
 

2.微量離心機:(Microlitre centrifuge)

2.0ml,1.5ml,0.5ml離心管離心應用,統稱eppendorf管
 

離心機種類比較表

分類 種類
依離心機使用目的
  • 泛用型離心機:研究,品管,發開不同應用。轉子,掛瓶,轉速
  • 專用型離心機:血容積比,血袋離心。乳脂,油品
依離心機溫度區分
  • 常溫離心機
  • 低溫離心機
依離心機轉速區分
  • 低速離心機:6000rpm或以下
  • 高速離心機:15000-20000rpm
  • 超高速離心機:20000rpm以上
依離心機樣品容量區分
  • 大容量離心機:500ml或1000ml離心瓶
  • 微量離心機:2.0ml,1.5ml,0.5ml離心管

 

離心轉速越高離心效果比較好嗎?離心g值說明

照常理來說我們都會認為轉速越高離心效率越好,但實際卻不然,轉速和離心力之間有直接關係的,以下簡單說明離心g值的概念

離心機轉速越高不一定意味著離心效果越好,而是取決於所需的分離或處理效果以及樣品的性質。我們先了解Rcf(Relative Centrifugal Force)=xg。g值離心機的轉速通常用g值(重力加速度)來表示,g值是轉速和離心半徑的函數。當離心機轉速增加時,g值也會跟著增加,這會產生更大的離心力。更高的離心力有助於更有效地分離樣品,尤其是較小或較輕的顆粒。例如,高g值的離心機可用於快速沉澱細胞或顆粒。來舉個例當兩台不同離心機同時使用10000rpm來離心但是離心效果可能會不一樣,因為轉子離心半徑不同,所以若只用轉速來看結果可能會有所差異,這邊建議用g值來參考就比較準確
 

離心機如何做好離心平衡?四個步驟輕鬆上手

做好離心機的平衡是確保樣品在高速離心時不會造成離心機失衡造成機器損壞的重要步驟。以下是平衡離心機樣品的步驟說明:
 

樣品準備工作:

預備好需要離心的樣品和離心管。確認所有離心管的外觀有沒有異常,檢查離心機轉子有沒有異物,並正確安裝以便在離心時保持平衡。
 

樣品置入:

把預備好的樣品離心管放置在天平上秤重確認重量在微小差異裡,再將離心管放入轉子並做好雙數對稱。若是只有單支樣品離心可以使用另一隻離心管放水溶液來做平衡,保持每支離心管重量相等,以確保樣品在離心時的平衡。
 

重量與對稱檢查:

離心前確認轉子的樣品重量是否相等,離心管是否放置在對稱位置,離心管蓋子是否旋緊,轉子是否正常鎖上再執行離心動作。
 

關閉離心機上蓋離心:

確認動作完畢即闔上離心上蓋離心,一般離心機皆有不平衡感知功能,若運轉中觸發不平衡感應器離心機會顯示偵錯訊息必停止運轉以保護機器與人員安全,停止之後再行檢查離心管之間是否有不平衡狀況。
 

注意:

若是離心樣品有比重不同的狀況一般在離心過程容易不平衡而造成離心機損傷,此時可以考慮添加配重。將配重放在相對應的位置,以平衡整個系統,開始正式的離心過程之前,進行低速運轉測試,沒問題再離心,如轉動時出現明顯的晃動或振動,則需要進一步調整平衡。通過這些說明步驟,您應該能夠有效地處理離心樣品比重不同所引起的平衡問題,確保順利進行離心實驗。





 

如何根據需求選擇離心機

離心所需容量或支數?

單次離心的容量500ml離心瓶等或一次處理的離心管支數15mlx48支等以此類推,依照離心容量來選擇離心機的大小,須注意的是離心管樣式也需要確認是圓底還是尖底離心管或是容量大的離心瓶還是採血管的樣式因為這跟離心的掛瓶搭配有關係

離心的所需轉速?

樣品離心能夠離心下來的轉速(rpm)或離心力(xg),依照離心實驗所需轉速條件來確認離心機的機型是低速離心機,高速離心機或超高速離心機
 

離心所需的轉子樣式?

依照樣品的需要選擇固定角轉子(angle rotor)或水平角轉子(swing rotor),固定角轉子都偏高速處理量小而水平角轉子較低速且處理量大,這將影響所選離心機型的大小是桌上型還是落地型離心機
 

離心需要控溫?

離心樣品對溫度敏感嗎?或是離心樣品需要控制在低溫條件離心?依此來選擇常溫離心機或低溫離心機,這裡建議若是高速長時間離心則選擇低溫離心機較理想以免馬達過熱
 

離心需要安全防覆蓋?

離心樣品有沒有生物危害性,若有需要搭配轉子防護上蓋來保護人員離心操作安全


基本上,依照上列建議選擇,就可以篩選出自己的需求選出合適的離心機款式和大小,如果還是不明白建議諮詢專業離心機代理商。

 

離心機的保養與維護

保養和維護離心機是保持能夠正常運行和性能穩定的關鍵因素。以下是一些簡易的保養和維護步驟:

定期清潔:

定期的清潔離心機腔體的內部和外部表面機殼,特別是轉子、轉子上蓋。使用軟布或軟刷,配合中性的洗潔劑,去除污垢和殘留樣品。
 

檢查離心轉子:

檢查離心轉子:定時檢查轉子是否有損壞或樣品殘留在轉子上。如有需要,請清潔或更換損壞轉子,以確保轉子能夠平衡的運轉。
 

保養潤滑:

定時檢查離心機的轉子,特別是水平轉子掛瓶接點處容易殘留樣品汙垢,造成轉子共振現象,根據需要添加潤滑油脂潤滑接點。建議參考離心機操作手冊以確認適合的潤滑劑類型。
 

穩固桌面:

確保離心機放置在平穩堅固的桌面上,並遠離振動和溫度變化大的環境。這有助於保持離心機的穩定性和性能。
 

符合電源規範:

安裝檢查電源是否符合離心機電壓要求且電壓穩定,以免造成離心機電路控制容易損壞或運作不正常,電源不夠甚至會無法運轉。
 

轉子滅菌須知:

如因實驗關係需要滅菌轉子,需注意轉子滅菌的條件,一般來說鋁合金轉子(rotor)皆可高壓滅菌,若是塑鋼材質的轉子高壓滅菌是有滅菌上限次數的限制。
 

定時校正:

定期校正離心機的轉速,以確保其性能準確且穩定。可委託供應商拿轉速計來確認,或者委託二級檢校單位例如:SGS進行校正出立報告。
  

結論 

文章分享介紹了離心機種類和基本作用原理以及相關離心機知識,讓讀者能更清楚明白離心機的保養維護與挑選離心機的方法。相信藉由內文的介紹讓您可以更多了解離心機的使用,有立國際是專業儀器代理商,從公司88年成立以來就專注於德國HERMLE離心機的代理與銷售,專業的商品諮詢與優質售後服務,可提供給您在離心機設備上的需求與選購的建議。有任何離心機的問題嗎?歡迎與我們聯繫
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