離心分離技術(shù)百科
基本介紹

離心力:
是一種慣性力。
當(dāng)物體在做非直線運(yùn)動(dòng)時(shí)（非牛頓環(huán)境，例如：圓周運(yùn)動(dòng)或轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)），因物體一定有本身的質(zhì)量存在，質(zhì)量造成的慣性會(huì)強(qiáng)迫物體繼續(xù)朝著運(yùn)動(dòng)軌跡的切線方向（原來那一瞬間前進(jìn)的直線方向）前進(jìn)，而非順著接下來轉(zhuǎn)彎過去的方向走。
若這個(gè)在做非直線運(yùn)動(dòng)的物體（例如：車）上有乘客的話，乘客由于同樣隨著車子做轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)，會(huì)受到車子向乘客提供的向心力，但是若以乘客為參照系，由于該參照系為非慣性系，他會(huì)受到與他相對(duì)靜止的車子給他的一個(gè)指向圓心的向心力作用，但同時(shí)他也會(huì)給車子一個(gè)反向等大，由圓心指向外的力，就好像沒有車子他就要被甩出去一樣，這個(gè)力就是所謂的離心力。
由于處于非慣性系中，此狀況下物體所感受的力并非真實(shí)，所以有些說**稱這種現(xiàn)象為“離心力”。)
2分類

固一固分離

使固體之間相互分離的離心分離法稱離心分級(jí)，設(shè)備為離心分離機(jī)。用控制離心時(shí)間的辦法，使得溶液中只沉淀大顆粒，而不是所有顆粒，這樣就可逐次將顆粒按大小分開。
液一液分離

不互溶的液體在離心機(jī)中因密度不同而很快分離。這種方法比重力分離時(shí)間要短得多。常用一種稱為離心萃取機(jī)的裝置來分離液體溶液組分。該裝置由放置在圓筒轉(zhuǎn)鼓中的一系列多孔同心環(huán)組成，轉(zhuǎn)鼓環(huán)繞著一個(gè)筒形軸以每分鐘2 0005 000轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)，液體通過筒形軸進(jìn)出，以徑向順流方式在轉(zhuǎn)筒中流動(dòng)而達(dá)到液體溶液組分的分離。
氣一氣分離

同位素研究中常用的手段。在高速旋轉(zhuǎn)下，氣體狀態(tài)的同位素混合物得以相互分離。用離心分離濃縮235U是有前景的方法之一。
固一液分離

常量分析中常用過濾法，半微量分析中則用離心分離法。常用的旋轉(zhuǎn)裝置有手搖離心機(jī)和電動(dòng)離心機(jī)(通常轉(zhuǎn)速為1}4千周/分)，分離速度遠(yuǎn)比過濾為快。
3應(yīng)用

膠體化學(xué)

1924年瑞典的丁.斯韋德貝里設(shè)計(jì)了超速離心機(jī)，這是一種以極高的角速度運(yùn)轉(zhuǎn)的離心機(jī)，1940年獲得的離心加速度30萬倍于重力加速度，它和30年代多層吸附理論的建立，以及40年代疏液膠體穩(wěn)定理論的建立，可說是近半世紀(jì)中膠體化學(xué)(見膠體和表面化學(xué))領(lǐng)域內(nèi)的三大成就。超速離心機(jī)的分離原理是，當(dāng)一個(gè)含有聚合物或巨分子的溶液，在離心力是重力的25萬倍時(shí)，分子相互分離，純?nèi)軇┝粼诮缑嬉陨希@個(gè)界面以一定速度向容器低部移動(dòng)。若溶質(zhì)的分子量不均勻，這個(gè)界面上的濃度梯度也不均勻，則那些分子量低的會(huì)落在大分子之后。用光學(xué)儀器可觀察出這個(gè)界面，從而**測(cè)定沉降速率，而每種成分的沉降速率又與其分子量有關(guān)，因而可以計(jì)算出各成分的分子量。超速離心機(jī)不僅能分離膠粒，更重要的是它能測(cè)定膠粒的沉降速率、平均分子量及混合體系的重量分布，因而在膠體化學(xué)研究(尤其是親液膠體)中起了重大的作用。
高分子化學(xué)

超速離心機(jī)的出現(xiàn)為對(duì)高分子溶液的深入了解提供了一種有力的研究手段。1940年斯韋德貝里使用超速離心法測(cè)定了分子量及其分布，可直接測(cè)定幾萬至幾百萬的分子量。高分子化合物分子量測(cè)定方法的出現(xiàn)，極大地推動(dòng)了高分子化學(xué)的發(fā)展，許多天然高分子屬于單一分散體系(所有分子都持同一分子量)，對(duì)這種系統(tǒng)，超速離心法是*的分子量測(cè)定法，比滲透壓、光散射和粘度等測(cè)定法更好。
生物化學(xué)超速離心法

同樣為生物化學(xué)提供了一種強(qiáng)有力的研究手段。斯韋德貝里應(yīng)用超速離心法測(cè)量了蛋白質(zhì)分子在水中的沉降速率，從而能計(jì)算蛋白質(zhì)的分子量。他的一些測(cè)定結(jié)果如下:牛胰島素:46 000:人血紅球:63 000:人血清球:153 000:章血血清:2800 000:**花葉病毒:31 400000。超速離心法還經(jīng)常用于蛋白質(zhì)的降解、分離、精制以及分子量分布測(cè)定。細(xì)胞研究中常用一種分帶或區(qū)域離心機(jī)，用一個(gè)大容量旋轉(zhuǎn)室，根據(jù)密度梯度離心分離原理來分離細(xì)胞。
環(huán)境保護(hù)離心分離法

常用于:①離心過濾，借助離心作用從漿料中排除液體，漿料被引入一快速旋轉(zhuǎn)的網(wǎng)籃中，固體留在多孔的網(wǎng)上，液體則受離心作用從濾餅中擠出:或利用旋轉(zhuǎn)器中的離心力使輕重物質(zhì)分開，重物質(zhì)以稠泥漿的形式通過噴嘴流走。常用設(shè)備為離心過濾機(jī)。②離心沉降，懸浮固體在離心力作用下移向或離開旋轉(zhuǎn)中心，這樣就可聚集在一個(gè)區(qū)域內(nèi)而被移出，可以使顆粒的沉淀時(shí)間從幾小時(shí)減至幾分鐘。常用設(shè)備為離心沉降器。③離心捕集，用于從煤煙、空氣流中分離出0. 1 } 1000微米的小顆粒物質(zhì)，是治理空氣污染的有效手段之一。常用設(shè)備為離心捕集器，也稱微粒收集器、旋風(fēng)除塵器。
4其他應(yīng)用

工業(yè)中常用離心除渣器來凈化紙漿漿料，使?jié){料高速回轉(zhuǎn)或產(chǎn)生回轉(zhuǎn)旋渦作用，把塵粒分離出來。還常用離心干燥機(jī)，或稱離心脫水機(jī)，依靠離心力將水分脫去。
展望離心分離法與其他方法相結(jié)合，可以產(chǎn)生新的更為有效的分離方法，這是離心分離法的現(xiàn)代發(fā)展方向。在這方面，離心分離法與色譜法結(jié)合而產(chǎn)生的場(chǎng)流分級(jí)法(或稱外力場(chǎng)流動(dòng)分餾法)就是一個(gè)典型例子。1966年J. C.吉丁斯提出一類新的無固定相的色譜分離法，即場(chǎng)流分級(jí)法，或稱單相色譜。這種方法的*初構(gòu)思，是以離心力壓迫分子于柱壁而代替固定相的保留作用，這樣產(chǎn)生的分離方法稱離心色譜，也叫沉積場(chǎng)流分級(jí)法。后來依據(jù)這一基本思想，以電場(chǎng)、磁場(chǎng)、熱梯度等代替離心力場(chǎng)，得到不同的場(chǎng)流分級(jí)法，從而建立了一類分離方法體系。場(chǎng)流分級(jí)法不但對(duì)大分子和膠體有很強(qiáng)的分離能力，而且它也能分離分子量小于103的物質(zhì)和大于30微米的遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出膠體范圍的固體顆粒，其可分離的分子量有效范圍約為103101'，這樣寬的連續(xù)分離范圍是**未有的。
近年來出現(xiàn)的離心制備薄層色譜法是離心分離法滲透于色譜領(lǐng)域而產(chǎn)生的又一種高效分離法。層析薄板為圓形，樣品注射于圓心四周，從垂直于圓心的方向連續(xù)地加入展開劑，薄板旋轉(zhuǎn)，各不同組分即沿徑向迅速展開。在紫外燈照射下可觀察到譜帶的移動(dòng)，由于板面設(shè)置是傾斜的，可沿斜向直接接收各分開的組分。該法已用于天然產(chǎn)物、合成產(chǎn)物及異構(gòu)體等的快速分離提純，分離效果優(yōu)于制備薄層色譜和柱層色譜法，在一定程度上與制備型高壓液相色譜法相似，但在節(jié)省時(shí)間和溶劑等方面優(yōu)于后者。利用離心力將溶液中密度不同的成分進(jìn)行分離，從而發(fā)明了一種設(shè)備——離心分離機(jī)。
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