اجزای سانتریفیوژ

سانتریفیوژهای آزمایشگاهی از تجهیزات اساسی در آزمایشگاه‌های پژوهشی، علمی و پزشکی هستند و استفاده از آن‌ها برای جداسازی‌های مختلف بسیار مهم است. این دستگاه‌ها به دلیل کاربرد گسترده‌ای که در جداسازی ذرات سبک‌تر و سنگین‌تر در محلول‌ها و مواد دیگر دارند، جزء تجهیزات حیاتی آزمایشگاه‌ها به شمار می‌آیند. سانتریفیوژ دستگاهی است که برای جداسازی ذرات بر اساس چگالی آن‌ها در آزمایشگاه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. اساس کار این دستگاه، استفاده از نیروی مرکزگریز است که باعث می‌شود ذرات با چگالی‌های متفاوت از هم جدا شوند. این جداسازی می‌تواند شامل جداسازی ذرات از محلول‌ها، گازها و یا مایعات با چگالی‌های متفاوت باشد. در این مقاله از سایت آرکا راد به معرفی اجزای اصلی سانتریفیوژ آزمایشگاهی می‌پردازیم.

اجزای اصلی سانتریفیوژ آزمایشگاهی

سانتریفیوژ آزمایشگاهی از اجزای مختلفی تشکیل شده که هر یک نقش مهمی در عملکرد صحیح دستگاه ایفا می‌کنند. برخی از اجزای اصلی عبارتند از:  

• موتور الکتریکی: از جمله اجزای سانتریفیوژ، موتور به­شمار می­آید که مسئول چرخاندن روتور است.
• روتور: بخشی که نمونه‌ها در آن قرار می‌گیرند و حول محور ثابت می‌چرخد.
• زمان‌سنج (تایمر): برای تنظیم زمان چرخش از تایمر به عنوان اجزای سانتریفیوژ، استفاده می‌شود.
• شافت: محور چرخش روتور و از جمله اجزای سانتریفیوژ به­شمار می­آید.
• سرروتور: قطعه‌ای که روتور روی آن نصب می‌شود.
• کلید خاموش و روشن کردن دستگاه: برای کنترل عملکرد دستگاه.
• ترمز (Brake): از جمله اجزای سانتریفیوژ ترمز این دستگاه است که برای کاهش سرعت روتور و توقف آن مورد استفاده قرار می­گیرد.
• کلید کنترل سرعت روتور: برای تنظیم سرعت چرخش روتور.
• سرعت‌سنج: برای نمایش تعداد دور روتور بر حسب زمان، این وسیله به عنوان اجزای سانتریفیوژ کاربرد دارد.

بررسی روتورهای سانتریفیوژ آزمایشگاهی

از جمله اجزای سانتریفیوژ، روتورها هستند که به سه دسته اصلی تقسیم می‌شوند: روتورهای سطل در حال چرخش، روتورهای زاویه ثابت و روتورهای عمودی. این دسته‌ها برای سه عامل اصلی طراحی شده‌اند:  

1. نوع سانتریفیوژ (دیفرانسیل، نرخ منطقه‌ای یا ایزوپیکنیک)
2. سرعت
3. محدوده حجم

انواع روتورهای سانتریفیوژ

1. روتورهای سطل در حال چرخش

این روتورها از جمله اجزای سانتریفیوژ برای جداسازی نمونه‌های با حجم زیاد در سرعت‌های پایین ایده‌آل هستند. این روتورها شامل سه بخش اصلی هستند:

• بدنه روتور: به درایو سانتریفیوژ متصل می‌شود و دارای چندین بازو برای پشتیبانی از سطل‌ها است.
• سطل‌ها: بر روی بازوهای بدنه روتور قرار می‌گیرند.
• گیره‌ها: برای نگه داشتن سطل‌ها در جای خود استفاده می‌شوند.

در این نوع روتورها، لوله‌ها هنگام حرکت روتور در یک صفحه افقی و در حالت استراحت در یک موقعیت عمودی قرار می‌گیرند. ذرات در یک زاویه راست نسبت به شافت سانتریفیوژ به طور یکنواخت در امتداد لوله حرکت می‌کنند و رسوب به طور یکنواخت در پایین لوله توزیع می‌شود.  

2. روتورهای زاویه ثابت

این نوع روتورها به طور گسترده در سانتریفیوژهای آزمایشگاهی استفاده می‌شوند و برای جداسازی دیفرانسیل، گندله‌سازی و حذف بقایای اضافی کاربرد دارند. حفره‌های موجود در این روتورها از 0.2 میلی‌لیتر تا 1 لیتر با سرعت متغیر از تک رقمی تا 1.000.000 × g متغیر است.   دو عامل تعیین‌کننده نوع روتور زاویه ثابت عبارتند از:

• نیروی g مورد نظر (RCF)
• حجم دلخواه

در این روتورها، لوله‌ها در یک زاویه ثابت نسبت به محور چرخش قرار می‌گیرند و ذرات به طرف لوله برخورد می‌کنند به طوری که رسوب در کنار و پایین لوله قرار می‌گیرد.  

3. روتورهای لوله عمودی

این روتورها به عنوان روتورهای زاویه ثابت با زاویه صفر و از جمله اجزای سانتریفیوژ در نظر گرفته می‌شوند. لوله‌ها همیشه به صورت عمودی در بدنه روتورها قرار می‌گیرند. روتورهای عمودی برای جداسازی‌های ایزوپیکنیک، به ویژه برای باندینگ DNA در کلرید سزیم، استفاده می‌شوند. این روتورها دارای فاکتورهای K بسیار کمی هستند که نشان می‌دهد ذرات باید فاصله کوتاهی تا گلوله را طی کنند. روتورهای سانتریفیوژ در آزمایشگاه‌های مختلف از جمله آزمایشگاه‌های روغن و گریس، نفت و گاز، پتروشیمی، پالایشگاه‌ها و آزمایشگاه‌های استاندارد و تحقیقاتی استفاده می‌شوند. هر نوع روتور برای کاربردهای خاص خود طراحی شده و بسته به نیاز می‌توان از آن‌ها استفاده کرد.

جنس روتور به عنوان یکی از اجزای سانتریفیوژ بسته به کاربرد و نوع این دستگاه، می‌تواند متفاوت باشد. برای روتورهایی با دورهای بالا، معمولاً از مواد مستحکم‌تری مانند استیل یا برنز استفاده می‌شود. در سانتریفیوژهای یخچال‌دار، جنس روتور از عایق یا پلاستیک است تا مانع از افزایش دما شود. به طور خلاصه، روتورهای سانتریفیوژ با توجه به نوع جداسازی، سرعت و حجم نمونه به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند. آشنایی با این دسته‌ها و کاربردهای آن‌ها برای انتخاب صحیح و کارآمد دستگاه سانتریفیوژ در آزمایشگاه‌ها ضروری است.