حتما! در ادامه متن بازنویسی شده آمده است:
**آشنایی با دستگاه گریز از مرکز و مدل‌های مختلف آن**
یک دستگاه گریز از مرکز یا سانتریفیوژ، یک وسیله علمی و کاربردی است که با سرعت بسیار بالا به دور خود می‌چرخد. کار اصلی این دستگاه، استفاده از نیروی چرخش برای جدا کردن مواد مختلف از یکدیگر است. این نیروی چرخش قوی، اجزای سنگین‌تر یک مخلوط را به سمت بیرون و کف لوله می‌راند و اجزای سبک‌تر را در قسمت بالایی قرار می‌دهد. به این ترتیب، موادی که با هم مخلوط شده‌اند، از یکدیگر جدا می‌شوند.
این دستگاه در زمینه‌های گوناگونی مانند پزشکی، آزمایشگاه‌ها، صنایع غذایی و حتی شیمی کاربرد فراوان دارد. برای نمونه، از آن برای جدا کردن پلاسما از سلول‌های خونی، تهیه ماست، یا جداسازی ذرات جامد از یک مایع استفاده می‌شود.
**انواع دستگاه‌های گریز از مرکز**
دستگاه‌های گریز از مرکز بسته به نیاز و کاری که انجام می‌دهند، انواع مختلفی دارند:
1. **سانتریفیوژ ساده یا میزگاهی:** این نوع، رایج‌ترین و معمولی‌ترین مدل است که در بیشتر آزمایشگاه‌ها دیده می‌شود. نمونه‌ها در لوله‌های کوچکی قرار می‌گیرند و دستگاه با سرعت مشخصی می‌چرخد.
2. **سانتریفیوژ یخچال‌دار:** برخی از مواد حساس به دما هستند و گرمای ناشی از چرخش دستگاه ممکن است به آنها آسیب بزند. این مدل از دستگاه‌ها دارای سیستم خنک‌کننده هستند تا نمونه‌ها در هنگام چرخش، خنک بمانند.
3. **سانتریفیوژ فوق سریع یا اولترا سانتریفیوژ:** این دستگاه‌ها بسیار قوی و پیشرفته هستند و می‌توانند با سرعت‌های فوق‌العاده بالا بچرخند. از آنها برای جداسازی ذرات بسیار ریز مانند مولکول‌های پروتئین و DNA استفاده می‌شود.
4. **سانتریفیوژ تفریقی:** این نوع، نمونه‌ها را نه تنها بر اساس وزن، بلکه بر اساس شکل و اندازه نیز از هم جدا می‌کند و برای کارهای تحقیقاتی پیچیده به کار می‌رود.
به طور کلی، دستگاه گریز از مرکز یک ابزار بسیار مهم و ضروری در علوم مختلف است که با ایجاد نیروی چرخش، کار جداسازی مواد را به راحتی و با دقت بالا انجام می‌دهد.
دستگاه سانتریفیوژ چیست؟
سانتریفیوژ که با نام گریزانه نیز شناخته می‌شود، دستگاهی است برای جداسازی مواد مختلف از یکدیگر با استفاده از نیروی گریز از مرکز. این وسیله قادر است محتویات درون خود را با سرعت بسیار زیاد بچرخاند. در ادامه، بیشتر با عملکرد و کاربردهای این دستگاه آشنا خواهیم شد. همچنان با مدیر تولز همراه باشید.
واژه سانتریفیوژ از دو بخش تشکیل شده: “Centre” به معنای مرکز و “fugus” به معنای فرار کردن. در این دستگاه، یک محفظه مخصوص وجود دارد که مواد مورد نظر برای جداسازی داخل آن قرار می‌گیرد. این محفظه معمولاً توسط یک موتور، به سرعت زیاد حول یک محور مرکزی می‌چرخد. در واقع سانتریفیوژ وسیله‌ای است که با چرخش سریع، امکان جداسازی اجزای مختلف یک مخلوط را فراهم می‌کند.
نحوه کار دستگاه سانتریفیوژ
دانشمندان اغلب از دستگاه سانتریفیوژ برای جداسازی ذرات جامد از مایع یا برای تفکیک اجزای مختلف یک مخلوط مایع استفاده می‌کنند. آنها مخلوط را درون لوله‌هایی می‌ریزند که با روش خاصی در دستگاه قرار گرفته‌اند. وقتی دستگاه شروع به چرخش می‌کند، این لوله‌ها به سمت بیرون حرکت کرده و در حالت افقی قرار می‌گیرند.
در این شرایط، نیروی گریز از مرکز باعث می‌شود که مخلوط تمایل داشته باشد از مرکز دستگاه دور شود. در نتیجه، ذرات یا مایعات سنگین‌تر بیشتر به سمت بیرون و انتهای لوله رانده می‌شوند. پس از توقف چرخش دستگاه، مواد به همان شکل جداشده باقی می‌مانند و دیگر با هم مخلوط نمی‌شوند.
اساس کار سانتریفوژها
وقتی یک جسم به دور یک نقطه مرکزی با سرعت ثابت بچرخد، نیرویی در آن ایجاد می‌شود. این نیرو در جهت عمود بر مسیر حرکت جسم و به سمت بیرون از مرکز دوران عمل می‌کند. به این نیرو، “نیروی گریز از مرکز” می‌گویند. مقدار این نیرو از فرمول F=MRW² به دست می‌آید که در آن R شعاع چرخش، M جرم جسم و W سرعت زاویه‌ای است. محور چرخش می‌تواند به صورت عمودی، افقی یا مورب باشد. دستگاه‌های سانتریفیوژی که در صنعت برای غنی‌سازی اورانیوم استفاده می‌شوند، توانایی چرخش با سرعت حدود ۳۰۰ دور در ثانیه را دارند!
کاربرد سانتریفیوژ
خون و دیگر نمونه‌های زیستی معمولاً با دستگاهی به نام سانتریفیوژ از هم جدا می‌شوند. تندچرخ‌ترین نوع این دستگاه، که به آن «فرامرکز‌گریز» می‌گویند، می‌تواند تا ۲۰۰۰۰۰ دور در دقیقه بچرخد. علاوه بر این، از سانتریفیوژهای بزرگ برای آزمایش روی خلبانان جنگی و فضانوردان استفاده می‌شود تا مشخص شود بدن آنها چه مقدار می‌تواند شتاب زیاد را تحمل کند. در کل، کار اصلی این دستگاه، جدا کردن مواد مخلوط در مایعات است.
انواع دستگاه سانتریفیوژ
دستگاه‌های سانتریفیوژ در انواع مختلفی ساخته می‌شوند تا نیازهای گوناگون را پاسخ دهند.
برای مثال، نوع کوچک و خانگی آن برای خشک کردن سبزی‌هایی مانند کاهو و خارج کردن آب اضافه آنها به کار می‌رود. همچنین در لباسشویی‌ها هم از همین سیستم برای خشک کردن لباس‌ها استفاده می‌شود.
در آزمایشگاه‌ها، از سانتریفیوژ برای جدا کردن سلول‌های خون از پلاسمای خون استفاده می‌کنند.
اما در صنعت، این دستگاه‌ها با موتورهای قدرتمند و در اندازه‌های بزرگ ساخته می‌شوند تا مواد مختلف را از هم جدا کنند. حتی در فرآیند غنی‌سازی اورانیوم نیز از نوع گازی سانتریفیوژ استفاده می‌شود.
در محیط آزمایشگاهی، سانتریفیوژها را بر اساس سرعت چرخش به انواع زیر تقسیم می‌کنند:
– سانتریفیوژهای با سرعت بالا
– سانتریفیوژهای با سرعت پایین
– اولتراسانتریفیوژ
– میکروسانتریفیوژ
همچنین سانتریفیوژهای با سرعت بالا خود به دو گروه دیگر تقسیم می‌شوند: آن‌هایی که ظرفیت زیادی دارند و آن‌هایی که ظرفیتشان کم است.
اجزای سانتریفیوژ
اجزای اصلی یک دستگاه سانتریفیوژ شامل این موارد است:
⇐ موتور برقی دستگاه
⇐ قسمت چرخان یا روتور
⇐ تایمر
⇐ میلهٔ متصل‌کننده (شافت)
⇐ جایگاه قرارگیری لوله‌ها (سر روتور)
⇐ کلید روش و خاموش
⇐ تنظیم‌کنندهٔ سرعت چرخش
⇐ نمایشگر سرعت (تاکومتر) که تعداد دورها را نشان می‌دهد.
نکات ایمنی دستگاه های سانتریفیوژ
رعایت نکات ایمنی هنگام کار با دستگاه‌ها بسیار مهم است. در ادامه به برخی از این موارد اشاره می‌شود:
* هرگز نباید دستگاه را هنگامی که درِ آن باز است، روشن کرد.
* سرعت دستگاه را باید دقیقاً به اندازه‌ای که برای کارتان لازم است تنظیم کنید و از بالا بردن بی‌جهت سرعت خودداری نمایید.
* اگر از دستگاه صداهای غیرعادی یا مشکوکی شنیدید، فوراً آن را خاموش کرده و از سالم بودن و تنظیم بودن قسمت‌های چرخان آن مطمئن شوید.
* در دستگاه‌هایی که دارای قفل خودکار هستند، حتماً قبل از روشن کردن، از سالم و محکم بودن قفل آن اطمینان حاصل کنید.
* همیشه پیش از استفاده، لوله‌های آزمایش را از نظر سلامت کامل بررسی کنید.
* از قرار دادن لوله‌های آزمایش بدون درپوش در دستگاه جدا خودداری کنید.
* اگر در حین کار لوله‌ای شکست یا احتمال شکستگی آن وجود داشت، دستگاه را خاموش کنید و حداقل ۳۰ دقیقه صبر کنید قبل از اینکه برای تمیز کردن یا تعمیر اقدام نمایید.
* اگر دستگاه به درستی کالیبره نشده باشد، نباید از آن استفاده کرد و بهتر است برای بررسی و رفع مشکل به نمایندگی سازنده ارسال شود.
پیشنهادی: آشنایی با دستگاه اعلام نشت گاز مونوکسید
منبع: ویکی پدیا – پدیده نوگن