การหมุนเหวี่ยง: ประเภทและการประยุกต์วิธีการ การหมุนเหวี่ยงคืออะไร? ความหมายและหลักการของวิธีการ โหมดการหมุนเหวี่ยงมาตรฐานคืออะไร

การหมุนเหวี่ยงคืออะไร? ใช้วิธีอะไร? คำว่า "การหมุนเหวี่ยง" หมายถึงการแยกอนุภาคของเหลวหรือของแข็งของสารออกเป็นเศษส่วนต่างๆ โดยใช้แรงเหวี่ยง การแยกสารนี้ดำเนินการผ่านการใช้อุปกรณ์พิเศษ - เครื่องหมุนเหวี่ยง หลักการของวิธีการคืออะไร?

หลักการหมุนเหวี่ยง

ลองดูคำจำกัดความโดยละเอียดเพิ่มเติม การหมุนเหวี่ยงเป็นผลต่อสารต่างๆ ผ่านการหมุนด้วยความเร็วสูงพิเศษในอุปกรณ์เฉพาะทาง ส่วนหลักของเครื่องหมุนเหวี่ยงคือโรเตอร์ซึ่งมีรังสำหรับติดตั้งหลอดทดลองด้วยวัสดุที่อาจแยกออกเป็นเศษส่วนแยกกัน เมื่อโรเตอร์หมุนด้วยความเร็วสูง สารที่วางอยู่ในหลอดทดลองจะถูกแยกออกเป็นสารต่างๆ ตามระดับความหนาแน่น ตัวอย่างเช่น การหมุนเหวี่ยงตัวอย่างน้ำใต้ดินจะแยกของเหลวและตกตะกอนอนุภาคของแข็งที่บรรจุอยู่ในนั้น

ผู้เขียนวิธีการ

เป็นครั้งแรกที่ทราบว่าการหมุนเหวี่ยงคืออะไรหลังจากการทดลองโดยนักวิทยาศาสตร์ A.F. Lebedev วิธีนี้ได้รับการพัฒนาโดยนักวิจัยเพื่อตรวจสอบองค์ประกอบของน้ำในดิน ก่อนหน้านี้เพื่อจุดประสงค์เหล่านี้จึงใช้การตกตะกอนของของเหลวพร้อมการแยกตัวอย่างของแข็งออกจากมันในภายหลัง การพัฒนาวิธีการหมุนเหวี่ยงทำให้สามารถรับมือกับงานนี้ได้เร็วขึ้นมาก ด้วยการแยกสารนี้ ทำให้สามารถแยกส่วนที่เป็นของแข็งของสารออกจากของเหลวในรูปแบบแห้งได้ภายในเวลาไม่กี่นาที

ขั้นตอนการหมุนเหวี่ยง

การปั่นแยกแบบดิฟเฟอเรนเชียลเริ่มต้นด้วยการตกตะกอนของสารที่ต้องได้รับการวิจัย การประมวลผลวัสดุนี้เกิดขึ้นในอุปกรณ์ตกตะกอน ในระหว่างการตกตะกอน อนุภาคของสสารจะถูกแยกออกจากกันภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง ซึ่งช่วยให้คุณเตรียมสารเพื่อการแยกสารได้ดีขึ้นโดยใช้แรงเหวี่ยง

จากนั้นสารในหลอดทดลองจะถูกกรอง ในขั้นตอนนี้มีการใช้สิ่งที่เรียกว่าถังแบบมีรูซึ่งมีจุดประสงค์เพื่อแยกอนุภาคของเหลวออกจากของแข็ง ในระหว่างกิจกรรมที่นำเสนอ ตะกอนทั้งหมดยังคงอยู่บนผนังของเครื่องหมุนเหวี่ยง

ข้อดีของวิธีการ

เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการอื่นๆ ที่มุ่งแยกสารแต่ละชนิด เช่น การกรองหรือการตกตะกอน การปั่นเหวี่ยงทำให้ได้ตะกอนที่มีปริมาณความชื้นน้อยที่สุด การใช้วิธีการแยกแบบนี้ทำให้สามารถแยกสารแขวนลอยแบบละเอียดได้ ผลลัพธ์ที่ได้คือการผลิตอนุภาคที่มีขนาด 5-10 ไมครอน ข้อดีที่สำคัญอีกประการหนึ่งของการหมุนเหวี่ยงคือความสามารถในการดำเนินการโดยใช้อุปกรณ์ที่มีปริมาตรและขนาดน้อย ข้อเสียเปรียบเพียงประการเดียวของวิธีนี้คืออุปกรณ์ใช้พลังงานสูง

การหมุนเหวี่ยงในชีววิทยา

ในทางชีววิทยา การแยกสารออกเป็นสารแต่ละชนิดจะใช้เมื่อจำเป็นต้องเตรียมการเตรียมการสำหรับการตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์ การหมุนเหวี่ยงที่นี่ดำเนินการโดยใช้อุปกรณ์ที่ซับซ้อน - ไซโตโรเตอร์ นอกจากช่องสำหรับหลอดทดลองแล้ว อุปกรณ์ดังกล่าวยังมีที่ยึดตัวอย่างและสไลด์ทุกประเภทที่มีการออกแบบที่ซับซ้อน การออกแบบเครื่องหมุนเหวี่ยงเมื่อทำการวิจัยทางชีววิทยาส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพของวัสดุที่ได้รับและตามปริมาณข้อมูลที่เป็นประโยชน์ที่สามารถรวบรวมได้จากผลการวิเคราะห์

การหมุนเหวี่ยงในอุตสาหกรรมการกลั่นน้ำมัน

วิธีการปั่นเหวี่ยงเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในการผลิตน้ำมัน มีแร่ธาตุไฮโดรคาร์บอนซึ่งน้ำไม่ได้ถูกปล่อยออกมาอย่างสมบูรณ์ระหว่างการกลั่น การหมุนเหวี่ยงทำให้สามารถกำจัดของเหลวส่วนเกินออกจากน้ำมันได้ และเพิ่มคุณภาพ ในกรณีนี้ น้ำมันจะถูกละลายในเบนซีน จากนั้นให้ความร้อนที่ 60 o C จากนั้นจึงใช้แรงเหวี่ยงหนีศูนย์ สุดท้าย ให้วัดปริมาณน้ำที่เหลืออยู่ในสารและทำซ้ำขั้นตอนนี้หากจำเป็น

การปั่นแยกเลือด

วิธีนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อวัตถุประสงค์ในการรักษาโรค ในทางการแพทย์ จะช่วยแก้ปัญหาต่างๆ ดังต่อไปนี้:

1. การรับตัวอย่างเลือดบริสุทธิ์เพื่อทำพลาสมาฟีเรซิส เพื่อจุดประสงค์เหล่านี้ องค์ประกอบที่เกิดขึ้นของเลือดจะถูกแยกออกจากพลาสมาด้วยเครื่องหมุนเหวี่ยง การผ่าตัดทำให้สามารถกำจัดไวรัสในเลือด แอนติบอดีส่วนเกิน แบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรค และสารพิษได้
2. การเตรียมเลือดสำหรับการถ่ายเลือดของผู้บริจาค หลังจากที่ของเหลวในร่างกายถูกแยกออกเป็นเศษส่วนแยกกันโดยการปั่นแยก เซลล์เม็ดเลือดจะถูกส่งกลับไปยังผู้บริจาค และใช้พลาสมาสำหรับการถ่ายเลือดหรือแช่แข็งเพื่อใช้ในภายหลัง
3. การแยกมวลเกล็ดเลือด สารนี้ได้มาจากมวลที่เกิดขึ้นและใช้ในแผนกศัลยกรรมและโลหิตวิทยาของสถาบันการแพทย์ ในการรักษาฉุกเฉิน และห้องผ่าตัด การใช้มวลเกล็ดเลือดในทางการแพทย์ทำให้การแข็งตัวของเลือดในผู้ป่วยดีขึ้นได้
4. การสังเคราะห์เซลล์เม็ดเลือดแดง การหมุนเหวี่ยงของเซลล์เม็ดเลือดเกิดขึ้นโดยการแยกเศษส่วนอย่างละเอียดอ่อนตามเทคนิคพิเศษ มวลที่เสร็จแล้วซึ่งอุดมไปด้วยเซลล์เม็ดเลือดแดงนั้นใช้สำหรับการถ่ายเลือดระหว่างการสูญเสียเลือดและการผ่าตัด เซลล์เม็ดเลือดแดงมักใช้รักษาโรคโลหิตจางและโรคระบบเลือดอื่นๆ

ในการปฏิบัติทางการแพทย์สมัยใหม่มีการใช้อุปกรณ์รุ่นใหม่จำนวนมากซึ่งทำให้สามารถเร่งถังหมุนด้วยความเร็วที่แน่นอนและหยุดในช่วงเวลาหนึ่งได้ ช่วยให้แยกเลือดออกเป็นเซลล์เม็ดเลือดแดง เกล็ดเลือด พลาสมา ซีรั่ม และลิ่มเลือดได้แม่นยำยิ่งขึ้น การตรวจของเหลวในร่างกายอื่นๆ ก็ทำเช่นเดียวกัน โดยเฉพาะการแยกสารในปัสสาวะ

เครื่องหมุนเหวี่ยง: ประเภทหลัก

เราหาได้ว่าการหมุนเหวี่ยงคืออะไร ตอนนี้เรามาดูกันว่าอุปกรณ์ใดบ้างที่ใช้ในการนำวิธีนี้ไปใช้ เครื่องปั่นแยกสามารถปิดหรือเปิดได้ โดยขับเคลื่อนด้วยกลไกหรือด้วยตนเอง ส่วนการทำงานหลักของเครื่องมือเปิดแบบมือถือคือแกนหมุนที่อยู่ในแนวตั้ง ในส่วนบนจะมีแถบยึดตั้งฉากซึ่งมีปลอกโลหะแบบเคลื่อนย้ายได้ ประกอบด้วยหลอดทดลองพิเศษที่แคบลงที่ด้านล่าง วางสำลีไว้ที่ด้านล่างของปลอก เพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายต่อหลอดทดลองที่เป็นแก้วเมื่อสัมผัสกับโลหะ จากนั้นอุปกรณ์ก็เริ่มทำงาน หลังจากนั้นครู่หนึ่ง ของเหลวจะแยกออกจากของแข็งแขวนลอย หลังจากนั้น เครื่องหมุนเหวี่ยงแบบแมนนวลจะหยุดทำงาน ตะกอนแข็งหนาแน่นจะรวมตัวกันที่ด้านล่างของหลอดทดลอง ด้านบนเป็นส่วนที่เป็นของเหลวของสาร

เครื่องหมุนเหวี่ยงเชิงกลชนิดปิดมีปลอกจำนวนมากเพื่อรองรับหลอดทดลอง อุปกรณ์ดังกล่าวสะดวกกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับอุปกรณ์แบบแมนนวล โรเตอร์ของพวกเขาขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าที่ทรงพลังและสามารถเร่งความเร็วได้ถึง 3,000 รอบต่อนาที ทำให้สามารถแยกสารของเหลวออกจากของแข็งได้ดีขึ้น

คุณสมบัติของการเตรียมหลอดสำหรับการปั่นแยก

หลอดทดลองที่ใช้สำหรับการปั่นแยกต้องเติมวัสดุทดสอบที่มีมวลเท่ากัน ดังนั้นจึงใช้สเกลที่มีความแม่นยำสูงพิเศษในการวัดที่นี่ เมื่อจำเป็นต้องปรับสมดุลของหลอดจำนวนมากในเครื่องหมุนเหวี่ยง ให้ใช้เทคนิคต่อไปนี้ หลังจากชั่งน้ำหนักภาชนะแก้วคู่หนึ่งและมีมวลเท่ากันแล้ว เหลือภาชนะหนึ่งไว้เป็นมาตรฐาน หลอดต่อมาจะถูกปรับให้สมดุลกับตัวอย่างนี้ก่อนที่จะใส่เข้าไปในอุปกรณ์ เทคนิคนี้ช่วยเร่งการทำงานได้อย่างมากเมื่อจำเป็นต้องเตรียมหลอดทั้งชุดสำหรับการปั่นแยก

เป็นที่น่าสังเกตว่าไม่เคยใส่สารทดสอบมากเกินไปในหลอดทดลอง บรรจุภาชนะแก้วโดยมีระยะห่างจากขอบอย่างน้อย 10 มม. มิฉะนั้นสารจะไหลออกจากหลอดทดลองภายใต้อิทธิพลของแรงเหวี่ยง

เครื่องหมุนเหวี่ยงซุปเปอร์

หากต้องการแยกส่วนประกอบของสารแขวนลอยที่บางมาก การใช้เครื่องหมุนเหวี่ยงแบบธรรมดาหรือแบบธรรมดานั้นไม่เพียงพอ ในกรณีนี้ จำเป็นต้องมีผลกระทบที่น่าประทับใจมากขึ้นต่อสารจากแรงเหวี่ยง เมื่อนำกระบวนการดังกล่าวไปใช้จะใช้เครื่องหมุนเหวี่ยงยิ่งยวด

อุปกรณ์ของแผนที่นำเสนอมีการติดตั้งดรัมตาบอดในรูปแบบของท่อเส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก - ไม่เกิน 240 มม. ความยาวของดรัมนั้นเกินหน้าตัดของมันอย่างมากซึ่งทำให้สามารถเพิ่มจำนวนรอบการหมุนได้อย่างมากและสร้างแรงเหวี่ยงที่ทรงพลัง

ในเครื่องหมุนเหวี่ยงซุปเปอร์เซนติฟิวจ์ สารที่กำลังทดสอบจะเข้าสู่ถังซัก เคลื่อนที่ผ่านท่อ และชนกับตัวสะท้อนแสงแบบพิเศษ ซึ่งจะเหวี่ยงวัสดุไปบนผนังของอุปกรณ์ นอกจากนี้ยังมีห้องที่ออกแบบมาเพื่อแยกของเหลวเบาและหนักออกจากกัน

ข้อดีของซุปเปอร์เซนติฟิวจ์ ได้แก่:

• ความรัดกุมแน่นอน;
• ความเข้มข้นสูงสุดของการแยกสาร
• ขนาดกะทัดรัด
• ความสามารถในการแยกสารในระดับโมเลกุล

ในที่สุด

ดังนั้นเราจึงพบว่าการหมุนเหวี่ยงคืออะไร ปัจจุบัน วิธีการนี้สามารถนำไปใช้ได้เมื่อจำเป็นต้องแยกตะกอนออกจากสารละลาย ทำให้ของเหลวบริสุทธิ์ และแยกส่วนประกอบของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพและสารเคมี Ultracentrifuges ใช้ในการแยกสารในระดับโมเลกุล วิธีการหมุนเหวี่ยงถูกนำมาใช้อย่างแข็งขันในอุตสาหกรรมเคมี น้ำมัน นิวเคลียร์ อาหาร และในทางการแพทย์

การหมุนเหวี่ยงคือการแยกสารผสมเชิงกลออกเป็นส่วนประกอบต่างๆ
โดยการกระทำของแรงเหวี่ยง อุปกรณ์ที่ใช้ในการนี้
เป้าหมายเรียกว่าเครื่องหมุนเหวี่ยง
ส่วนหลักของเครื่องหมุนเหวี่ยงคือโรเตอร์ที่ติดตั้งไว้
มีช่องสำหรับใส่หลอดเซนติฟิวจ์ โรเตอร์หมุนด้วย
ความเร็วสูงซึ่งเป็นผลมาจากการสร้างความเสียหายที่สำคัญ
ขนาดของแรงเหวี่ยงหนีศูนย์ภายใต้อิทธิพลของสิ่งนั้น
เช่น ส่วนผสมทางกลจะถูกแยกออกจากกัน
การตกตะกอนของอนุภาคที่แขวนลอยอยู่ในของเหลว

กระบวนการที่เกิดขึ้นในเครื่องหมุนเหวี่ยง

การกรองแบบแรงเหวี่ยง

การตกตะกอนแบบแรงเหวี่ยง

ชี้แจงแรงเหวี่ยง

การใช้การหมุนเหวี่ยงในปรสิตวิทยา

วิธีการปั่นเหวี่ยงในทางเซลล์วิทยา

10. การหมุนเหวี่ยงในทางพฤกษศาสตร์และสรีรวิทยาของพืช

11. วิธีการปั่นแยกทางไวรัสวิทยา

12. ความยากในการใช้วิธีปั่นแยก

การกรองเป็นกระบวนการแยกของแข็งแขวนลอยออกเป็นของเหลวหรือก๊าซ ของเหลวหรือก๊าซที่มีอนุภาคของแข็งอยู่จะถูกส่งผ่านวัสดุที่มีรูพรุน (ตัวกรอง) ซึ่งมีขนาดรูพรุนเล็กมากจนอนุภาคของแข็งไม่ผ่านตัวกรอง ขนาดรูพรุนจะกำหนดความสามารถของตัวกรองในการกักเก็บอนุภาคของแข็งขนาดต่างๆ รวมถึงประสิทธิภาพการทำงาน เช่น ปริมาณของเหลวที่สามารถแยกออกได้ต่อหน่วยเวลา

กระบวนการกรองได้รับผลกระทบจากความหนืดของของเหลวและความแตกต่างของแรงดันทั้งสองด้านของตัวกรอง ยิ่งความหนืดของของเหลวสูงเท่าไร การกรองก็จะยิ่งยากขึ้นเท่านั้น เนื่องจากความหนืดของของเหลวลดลงตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ของเหลวร้อนจึงกรองได้ง่ายกว่าของเหลวที่เย็น การกรองของเหลวหนืดมักจะทำได้ง่ายขึ้นโดยการเจือจางด้วยตัวทำละลาย ซึ่งสามารถกลั่นออกได้ง่ายหลังจากการกรองเสร็จสิ้น ยิ่งแรงดันต่างกันมาก อัตราการกรองก็จะยิ่งสูงขึ้น ดังนั้นการกรองจึงมักดำเนินการที่ความดันลดลงหรือมากเกินไป เมื่อกรองภายใต้ความกดดัน ตะกอนที่เป็นวุ้นจะเกาะติดกับตัวกรองอย่างแน่นหนา รูขุมขนอุดตันได้ง่าย และการกรองจะหยุดลง

หากขนาดอนุภาคของเฟสของแข็งเล็กกว่าขนาดรูพรุนของตัวกรอง จะไม่สามารถกรองสารแขวนลอยได้ ดังนั้นตัวกรองกระดาษธรรมดาจึงไม่กักเก็บอนุภาคละเอียดของสารละลายคอลลอยด์จำนวนมาก ในกรณีเช่นนี้ ก่อนที่จะกรอง สารละลายคอลลอยด์จะถูกให้ความร้อนหรือเติมอิเล็กโทรไลต์เข้าไป ซึ่งนำไปสู่การแข็งตัว (การทำให้อนุภาคหยาบและการก่อตัวของตะกอน)

เมื่อวัตถุประสงค์ของการกรองคือเพื่อให้ได้ตัวกรองที่โปร่งใสแทนที่จะเป็นตะกอนบริสุทธิ์ เพื่อแยกอนุภาคละเอียดออกจากของเหลวได้ดีขึ้น จะมีการเติมแอคทีฟคาร์บอนที่เป็นผงจำนวนเล็กน้อยลงในส่วนหลัง เขย่าและกรอง

การกรองส่วนผสมที่มีสารที่อุดตันรูขุมขนของตัวกรองและสร้างชั้นที่มีความหนืดมักทำได้โดยการเติมทรายควอทซ์เนื้อละเอียด ดินที่กรอง เส้นใยแร่ใยหิน และเยื่อเซลลูโลส (กระดาษ)

การกรองสามารถทำได้หลายวิธี ขึ้นอยู่กับลักษณะของของเหลวที่ถูกกรองและคุณสมบัติของเฟสของแข็ง (ตกตะกอน) ที่ต้องแยกออกจากของเหลวหรือก๊าซ

ถ้าเฟสของแข็งของส่วนผสมจับตัวได้ง่าย ส่วนใหญ่ก็สามารถกำจัดออกได้ก่อนที่จะกรองตัวเองโดยการเท การแยกส่วน - วิธีที่ง่ายที่สุดในการแยกเฟสของแข็งและของเหลว - ขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่าในกรณีที่ไม่มีการกวน สารของแข็งจะตกลงไปที่ด้านล่างของถัง และสามารถแยกของเหลวใสได้โดยการระบายออกจากตะกอนที่ตกตะกอน บางครั้งการแยกสารยังสามารถใช้เพื่อแยกของแข็งสองชนิดที่มีความหนาแน่นต่างกันได้ การแยกสารโดยใช้กาลักน้ำมักใช้เพื่อล้างของแข็งที่ละลายน้ำได้ไม่ดี (รูปที่ 118) การล้างแบบแยกส่วนมีประสิทธิภาพมากกว่าการล้างเค้กแบบกรองอย่างมาก ซึ่งโดยทั่วไปแล้วของเหลวจะแทรกซึมระหว่างอนุภาคของแข็งได้ไม่เท่ากัน

กรองตามน้ำหนักของของเหลวเอง

วิธีการกรองนี้มักใช้ในกรณีที่ไม่จำเป็นต้องใช้เฟสของแข็งที่ผ่านการกรอง (ขจัดสิ่งเจือปนทางกลออกจากสารละลาย) หรือเมื่อเฟสของเหลวสามารถกำจัดออกได้อย่างสมบูรณ์โดยการบำบัดตะกอนซ้ำด้วยตัวทำละลายที่เหมาะสม

การกรองแบบทั่วไปจะใช้เมื่อจำเป็นต้องกรองสารละลายเข้มข้นที่ร้อนหรือสารละลายของสารที่เป็นผลึกในตัวทำละลายระเหย เมื่อกรองสารละลายดังกล่าวในสุญญากาศ ตัวทำละลายจะระเหยไปใต้ตัวกรอง ซึ่งจะเย็นลงอย่างรวดเร็วและอุดตันด้วยผลึกที่ปล่อยออกมา

กระดาษกรองประเภทต่างๆ กระดาษกรองสำเร็จรูปไร้ไขมันและไร้เถ้า ส่วนใหญ่จะใช้เป็นวัสดุกรอง

กระดาษกรองสำหรับใช้งานโดยตรง มีให้เลือก 2 เกรด ได้แก่ FNB - การกรองเร็วด้วยขนาดรูพรุน 3.5-10 ไมครอน และ FNS - การกรองความเร็วปานกลางด้วยขนาดรูพรุน 1-2.5 ไมครอน ปริมาณเถ้าของกระดาษเกรดเหล่านี้สูงถึง 0.2%

สำหรับการผลิตกระดาษกรองไร้เถ้าและไร้ไขมัน มีการผลิตกระดาษกรองสามเกรด: FOB - การกรองที่รวดเร็ว; FOS - การกรองปานกลาง FOM - การกรองช้า

กระดาษกรองทรงกลมสำเร็จรูป ไร้ไขมัน (มีเทปสีเหลือง) และไร้ขี้เถ้า มีจำหน่ายหลายขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางในแพ็ค 100 ชิ้น การเลือกขนาดตัวกรองขึ้นอยู่กับมวลของของแข็งที่ถูกแยกออก ไม่ใช่ปริมาตรของของเหลวที่ถูกกรอง

ตัวกรองไร้ขี้เถ้าสำหรับงานในห้องปฏิบัติการแตกต่างกันไปตามความสามารถในการแยก (การเก็บรักษา) ความแตกต่างนี้พิจารณาจากสีของเทปกระดาษที่ใช้ปิดบรรจุภัณฑ์

ยอมรับการกำหนดดังต่อไปนี้: เทปสีขาว - การกรองอย่างรวดเร็ว, การกรองสีแดง - ปานกลาง, สีน้ำเงิน - การกรองช้าซึ่งมีจุดประสงค์เพื่อการกรองตะกอนละเอียด (เช่น BaSO4)

การเลือกใช้ยี่ห้อตัวกรองในแต่ละกรณีขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของของแข็งที่แยกออกจากกัน ควรใช้ตัวกรองที่มีความหนาแน่นสูงเมื่อจำเป็นจริงๆ เท่านั้น

กระดาษกรองและตัวกรองสำเร็จรูปไม่สามารถใช้กรองสารละลายเข้มข้นของกรดหรือด่างแก่ได้ เนื่องจากจะทำให้ความแข็งแรงเชิงกลของตัวกรองลดลง

ตัวกรองกระดาษสามารถทำได้ง่ายหรือพับ (แบน) ในการทำตัวกรองแบบเรียบๆ ให้ใช้กระดาษกรองทรงกลมขนาดที่กำหนดพับสี่ครั้งแล้วตัดด้วยกรรไกรเพื่อสร้างส่วนของวงกลม การพึ่งพาเส้นผ่านศูนย์กลางของตัวกรองกับเส้นผ่านศูนย์กลางของกรวยกรองแก้วแสดงไว้ด้านล่าง:

ตัวกรองแบบเรียบควรแนบชิดกับผนังช่องทางโดยเฉพาะในส่วนบน ในการทำเช่นนี้ขอแนะนำว่าเมื่อพับตัวกรองให้งอครึ่งวงกลมไม่ตามแนวกึ่งกลาง แต่ตามแนวขนานใกล้กับมัน

ตัวกรองแบบพับวางอยู่ในช่องทาง (คุณสามารถเติมตะกอนได้ไม่เกิน 1/3 หรือ 1/2) ชุบน้ำกลั่นให้เปียกแล้วเติมพวยกา (ท่อ) ของช่องทางด้วยน้ำ ในการทำเช่นนี้ ตัวกรองจะถูกยกขึ้นและลดระดับลงอย่างรวดเร็ว ขอบของตัวกรองควรอยู่ห่างจากขอบช่องทางประมาณ 5-10 มม. ตัวกรองแบบเปียกจะถูกกดเข้ากับกรวยอย่างระมัดระวัง การกรองจะเริ่มขึ้นทันทีเพื่อให้แน่ใจว่าพวยกาของกรวยยังคงเต็มไปด้วยของเหลว อย่าเติมสารละลายลงในช่องทางมากกว่า 3/4 ของปริมาตร ปลายพวยควรสัมผัสกับผนังด้านในของแก้วที่มีสารกรองอยู่เพื่อป้องกันการกระเด็น

ตัวกรองเรียบแบบธรรมดามักใช้ในห้องปฏิบัติการวิเคราะห์เพื่อกรองสารละลายเจือจาง

การกรองจะเร็วขึ้นอย่างมากเมื่อใช้ตัวกรองแบบจีบ ตัวกรองเหล่านี้ทำได้ง่าย (รูปที่ 119) รอยพับของตัวกรองไม่ควรเข้าใกล้กึ่งกลาง มิฉะนั้น กระดาษที่อยู่ตรงกลางตัวกรองอาจฉีกขาดได้ ตัวกรองที่เสร็จแล้วจะถูกแทรกเข้าไปในช่องทางเพื่อให้ติดกับผนัง หากกรวยมีมุมมากกว่าหรือน้อยกว่า 60° ตัวกรองจะถูกปรับโดยการเปลี่ยนตำแหน่งของส่วนโค้งที่สอง จำเป็นที่ตัวกรองจะต้องมีปลายแหลมเพียงพอ เพื่อไม่ให้กระดาษกรองได้รับความเสียหายจากการพับซ้ำๆ

ก่อนที่จะวางตัวกรองที่เตรียมไว้ลงในกรวย ให้กางออกและงอเพื่อให้ด้านนอกของกระดาษกรองอยู่ด้านในของตัวกรอง ตัวกรองที่วางอย่างถูกต้องในกรวยจะถูกชุบด้วยของเหลวที่กรองหรือน้ำกลั่น

เมื่อกรองสารละลายร้อนและใช้กรวยที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ ด้านบนของตัวกรองอาจแตกออก เพื่อขจัดอันตรายนี้ ให้ใส่เม็ดมีดพอร์ซเลนขนาดเล็กหรือแบบพิเศษเข้าไปในช่องทางขนาดใหญ่ และวิธีที่ดีที่สุดคือกรองผ่านตัวกรองที่พับสองอันวางซ้อนกัน

อุปกรณ์สำหรับการกรองที่ความดันบรรยากาศและอุณหภูมิห้องนั้นเรียบง่าย และประกอบด้วยกรวย ตัวกรอง ตัวรับ และขาตั้ง ในการกรองสารละลายอิ่มตัวร้อนของของแข็งจะใช้ช่องทางที่กว้างและสั้นลงและเพื่อการกรองของเหลวจำนวนมากอย่างรวดเร็วจะใช้ช่องทางลูกฟูกผนังที่ไม่เรียบซึ่งเมื่อรวมกับตัวกรองแบบเรียบจะช่วยเพิ่มพื้นผิวการกรองที่มีประสิทธิภาพ กรวยยึดแน่นอยู่ในวงแหวนที่ติดอยู่กับขาตั้งในห้องปฏิบัติการ หรือสอดเข้าไปในคอขวดโดยตรง - ตัวรับการกรอง ในกรณีหลังนี้ จำเป็นต้องวางแถบกระดาษกรองไว้ใต้กรวยเพื่อให้อากาศที่กรองเข้ามาแทนที่สามารถหลุดออกจากขวดได้

การกรองมักจะทำได้ยากหากมีชั้นอากาศ (ช่องอากาศ) เกิดขึ้นระหว่างกระดาษกรองกับผนังของกรวย เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ จึงเกิดแรงดันส่วนเกินเล็กน้อยภายในกรวย: กรวยถูกคลุมด้วยกระดาษกรองที่ชุบที่ขอบ และกรวยกลับหัวที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากัน อากาศจะถูกสูบผ่านท่อกรวยด้านบนโดยใช้กระเปาะยาง และช่วยขจัดช่องอากาศ

เพื่อเร่งการกรอง ให้ขยายท่อกรวยให้ยาวขึ้น: ท่อแก้วที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายในเท่ากัน (หรือเล็กกว่าเล็กน้อย) เชื่อมต่อกับพวยกาด้วยท่อยาง หลังจากนั้นครู่หนึ่ง ท่อกรองทั้งหมดจะเต็มไปด้วยคอลัมน์กรอง ทำให้เกิดสุญญากาศ

ขอแนะนำให้กรองสารละลายที่มีความเป็นด่างสูงและสารละลายของกรดไฮโดรฟลูออริกผ่านช่องทางที่ทำจากโพลีเอทิลีนที่มีรูพรุน ในการทำช่องทางดังกล่าว (รูปที่ 120) จะใช้ช่องทางแก้วสองช่องทาง ช่องทางด้านนอกปิดด้วยจุกปิดที่จุดที่แคบ และช่องทางด้านในละลายในที่เดียวกัน ส่วนผสมของผงโพลีเอทิลีนและโซเดียมคลอไรด์บดละเอียดในอัตราส่วนมวล 1:4 วางระหว่างผนังของกรวยและเก็บไว้ในเตาอบที่อุณหภูมิ 130-150 °C ในบางครั้ง กรวยด้านในจะถูกหมุนด้วยแรงกดเพื่อใช้มวลกึ่งของเหลวกับพื้นผิวด้านในของกรวยด้านนอกอย่างสม่ำเสมอ หลังจากเย็นลงแล้ว กรวยด้านในจะถูกถอดออก ปลั๊กจะถูกถอดออกจากท่อกรวยด้านนอก และมวลที่เผาผนึกจะถูกล้างด้วยน้ำอุ่นเพื่อกำจัดโซเดียมคลอไรด์

ความเร็วในการกรองเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความดันอุทกสถิตของของเหลวที่ถูกกรอง ดังนั้น เมื่อกรองของเหลวปริมาณมาก จะเป็นประโยชน์ในการรักษาระดับของเหลวบนตัวกรองให้คงที่ ในรูป 121 แสดงอุปกรณ์ทำเองง่ายๆ สำหรับการเติมของเหลวลงในตัวกรองโดยอัตโนมัติ ภาชนะที่มีของเหลวปิดด้วยจุกยางสะอาดซึ่งมีท่อสำหรับดูดของเหลวและท่อสำหรับดูดอากาศ ระดับปลายล่างของท่อไอดีจะกำหนดระดับของเหลวบนตัวกรอง หากระดับลดลง อากาศจะเข้าสู่ถังและบีบของเหลวลงบนตัวกรอง ส่งผลให้ระดับของเหลวบนตัวกรองเพิ่มขึ้น และปิดการเข้าถึงอากาศภายในถัง

การกรองเมื่อทำความร้อนหรือทำความเย็น

การกรองความร้อนจะดำเนินการเมื่อจำเป็นต้องทำความสะอาดสารละลายเข้มข้นจากสิ่งสกปรกกรองสารละลายที่มีความหนืดตลอดจนสารละลายที่มีสารที่ตกผลึกได้ง่ายที่อุณหภูมิปกติ

ก่อนอื่น คุณต้องเลือกประเภทของกระดาษกรอง ขนาดตัวกรอง และขนาดกรวยอย่างระมัดระวัง เพื่อเร่งกระบวนการให้เร็วขึ้น ก่อนที่จะเทสารละลายร้อนลงบนตัวกรอง ช่องทางที่มีตัวกรองแทรกอยู่จะถูกให้ความร้อนโดยการส่งตัวทำละลายบริสุทธิ์ร้อนหรือไอตัวทำละลายจำนวนหนึ่งผ่านตัวกรองหากถูกให้ความร้อนในอ่างจนเดือด ในกรณีหลังนี้ กรวยจะถูกปิดด้วยกระจกนาฬิกา ก่อนการกรอง ตัวทำละลายจะถูกเทออกจากตัวรับเพื่อไม่ให้เจือจางสารกรอง ตัวกรองควรมีระดับของเหลวสูงเพื่อเร่งการกรอง

กรวยที่มีตัวกรองสามารถให้ความร้อนด้วยกรวยโลหะสำหรับการกรองแบบร้อน (รูปที่ 122, a) หรือกรวยระหว่างผนังสองชั้นซึ่งมีน้ำร้อน ไอน้ำน้ำ หรืออากาศร้อนผ่านไป (รูปที่ 122, b) . การให้ความร้อนสามารถทำได้โดยการจุ่มเครื่องทำความร้อนไฟฟ้าลงในสารละลายที่กรองแล้ว หากอย่างหลังไม่มีสารที่ทำปฏิกิริยากับโลหะ

เพื่อให้ความร้อนสม่ำเสมอของเครื่องแก้วในห้องปฏิบัติการก็ใช้ผ้าคลุมถัก (หมวก) พร้อมระบบทำความร้อนไฟฟ้า โดยปกติจะทำจากแก้วเส้นบางและมีองค์ประกอบความร้อนที่ยืดหยุ่นได้ในรูปของลวดหรือขดลวดเส้นเล็ก

การกรองด้วยการทำความเย็นสามารถทำได้ในกรวยระบายความร้อนด้วยน้ำแข็งหรือในกรวยซึ่งมีน้ำเกลือที่ระบายความร้อนแล้วไหลผ่านระหว่างผนังสองชั้น

การกรองแรงดันลดลง

การกรองภายใต้แรงดันที่ลดลงช่วยให้แยกของแข็งออกจากของเหลวได้สมบูรณ์ยิ่งขึ้น และเพิ่มความเร็วของกระบวนการ

อุปกรณ์กรองสูญญากาศประกอบด้วยอุปกรณ์กรอง ตัวรับ ปั๊มฉีดน้ำ และขวดนิรภัย

เมื่อกรองสารจำนวนมากมักใช้ช่องทาง Buchner ทรงกระบอกที่มีรูพรุนหรือแก้วรูปทรงร่องที่ใส่ลงในขวดทรงกรวยเพื่อกรองภายใต้สุญญากาศด้วยหลอด ส่วนหลังเชื่อมต่อกับปั๊มน้ำแรงดันสูงผ่านขวดนิรภัย ขนาดของช่องทางจำเป็นจะต้องสอดคล้องกับปริมาณของแข็งที่กรองซึ่งควรครอบคลุมพื้นผิวของตัวกรองอย่างสมบูรณ์ อย่างไรก็ตาม ชั้นตะกอนที่หนาเกินไปจะทำให้การดูดและการชะล้างตามมาทำได้ยาก

ตัวกรองสำหรับกรวย Buchner คือแผ่นกระดาษกรองทรงกลมที่วางอยู่บนพาร์ติชันที่มีรูพรุนของกรวย เส้นผ่านศูนย์กลางของตัวกรองควรเล็กกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของพาร์ติชันเล็กน้อย กรวย Buchner ขนาดใหญ่มักจะมีตัวกรองสองตัววางซ้อนกัน เพื่อให้ตัวกรองกระดาษที่ติดตั้งแน่นพอดีกับส่วนพาร์ติชันที่มีรูพรุนของกรวย ขั้นแรกให้ชุบตัวทำละลายบนกรวยแล้วกดให้เท่าๆ กัน จากนั้นหลังจากเอาตัวทำละลายออกแล้ว ส่วนผสมที่กรองแล้วจะถูกเทลงในกรวยและดูดออก

ในกรณีของสารละลายที่เป็นน้ำ ปริมาณน้ำเล็กน้อยที่ใช้ในการทำให้ตัวกรองเปียกนั้นไม่มีนัยสำคัญ ในกรณีที่ไม่สามารถยอมรับการมีอยู่ของน้ำได้ ให้ล้างตัวกรองแบบเปียกซึ่งมีขนาดที่แน่นพอดีแล้วจะถูกล้างด้วยเอทิลแอลกอฮอล์หรืออะซิโตน จากนั้นด้วยตัวทำละลายซึ่งมีอยู่ในตัวกรองที่ยอมรับได้ กระดาษกรองที่ชุบตัวทำละลายอินทรีย์จะไม่เกาะติดกับกรวยเช่นเดียวกับเมื่อชุบน้ำ

กรวย Buchner ถูกยึดไว้ในขวดทรงกรวยโดยใช้จุกยางหรือยางแบนหนาคลุมด้านบนของคอขวด อย่างหลังสะดวกเนื่องจากไม่สามารถดึงเข้าไปในขวดระหว่างการดูดระหว่างการกรอง

ในการแยกเหล้าแม่ออกอย่างสมบูรณ์ ตะกอนบนตัวกรองจะถูกบีบออกด้วยพื้นผิวเรียบของจุกแก้วหรือกระบอกที่มีผนังหนาที่มีก้นแบนจนกระทั่งของเหลวหยุดหยด ในกรณีนี้ มีความจำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่มีรอยแตกร้าวบนพื้นผิวของชั้นตะกอนหนา เนื่องจากจะทำให้การดูดสุราแม่ไม่สมบูรณ์และการปนเปื้อนของตะกอน ในการกำจัดสุราแม่ที่เหลืออยู่ ตะกอนจะถูกล้างบนตัวกรองด้วยตัวทำละลายส่วนเล็กๆ ที่ความดันบรรยากาศ เมื่อเค้กกรองอิ่มตัวด้วยตัวทำละลาย สุญญากาศจะเปิดอีกครั้งเพื่อดูด

เมื่อกรองด้วยการดูด ตัวกรองใยสังเคราะห์จะถูกนำมาใช้เป็นวัสดุกรอง นอกเหนือจากตัวกรองกระดาษทั่วไป ดังนั้นตัวกรองที่ทำจากโพลีไวนิลคลอไรด์หรือเส้นใยโพลีเอสเตอร์จึงทนทานต่อกรดและด่าง แต่จะถูกทำลายโดยตัวทำละลายอินทรีย์

เพื่อแยกตะกอนเหนียวที่กรองยาก มักใช้มวลแร่ใยหิน ซึ่งสามารถบดอัดบนกรวยดูดหรือเบ้าหลอม Gooch มวลแร่ใยหินถูกเตรียมดังนี้: ในปูนพอร์ซเลน แร่ใยหินจะถูกบดด้วยความเข้มข้น HCl ย้ายมวลลงในแก้วแล้วต้มเป็นเวลา 20-30 นาทีในตู้ดูดควัน จากนั้นมวลจะเจือจางด้วยน้ำกลั่น 20-30 เท่ากรองบนกรวย Buchner แล้วล้างด้วยน้ำจนกระทั่งปฏิกิริยาที่เป็นกรดในตัวกรองหายไป จากนั้นมวลจะถูกทำให้แห้งที่อุณหภูมิ 100-120 °C แล้วเผาด้วยการเผา แร่ใยหินที่เผาแล้วจะถูกเขย่าด้วยน้ำจนได้มวลที่เป็นเนื้อเดียวกัน จากนั้นจึงถ่ายโอนไปยังแผ่นกรองของกรวยหรือเบ้าหลอม Gooch จากนั้นดูดออกและอัดให้แน่น

กรวย ถ้วยใส่ตัวอย่าง และตัวกรองก๊าซพร้อมแผ่นบัดกรีที่ทำด้วยผงแก้วเผาผนึก สะดวกอย่างยิ่งสำหรับการกรอง ตัวกรองแก้วใช้เพื่อแยกของแข็งออกจากของเหลวในระหว่างการกรองและการสกัด เพื่อกำจัดอนุภาคหมอกออกจากก๊าซ และเพื่อทำให้เกิดฟอง (กระจาย) ก๊าซในของเหลว อย่างไรก็ตาม ตัวกรองแก้วจะไม่สะดวกในกรณีที่จำเป็นต้องแยกตะกอนในเชิงปริมาณ เนื่องจากเป็นการยากที่จะกำจัดตะกอนออกจากตัวกรองให้หมด ไม่เหมาะสำหรับการกรองสารละลายร้อนที่มีความเข้มข้นมากของอัลคาไลและคาร์บอเนตของโลหะอัลคาไล

ความพรุนของแผ่นกรองแก้วและการกำหนดชื่อมีการเปลี่ยนแปลงบ่อยครั้ง ตาม GOST 9775-69 คลาสตัวกรองขึ้นอยู่กับขนาดรูพรุน (ตารางที่ 8)

ประเภทของกรวยแก้วและถ้วยใส่ตัวอย่างที่มีตัวกรองที่มีรูพรุนแสดงไว้ในรูปที่ 1 123.

นอกจากผลิตภัณฑ์แก้วที่มีตัวกรองของเหลวแล้ว ยังมีการผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีตัวกรองสำหรับกรองและล้างก๊าซอีกด้วย

กรวยกรองที่มีท่อเทอร์โมสแตทและแจ็คเก็ตเทอร์โมสแตทก็มีจำหน่ายเช่นกัน (รูปที่ 124) กรวยที่ให้ความร้อนด้วยไฟฟ้าได้รับการออกแบบสำหรับการกรองสารละลายและสารแขวนลอยที่ตกผลึกและมีความหนืดที่อุณหภูมิห้องโดยใช้ความร้อน การทำความร้อนกรวยกรองไว้ที่ 130°C จะป้องกันไม่ให้สารละลายแข็งตัว และการกรองจะดำเนินการอย่างรวดเร็ว

องค์ประกอบหลักของกรวยกรองแบบให้ความร้อนด้วยไฟฟ้าพร้อมท่อเทอร์โมสแตทคือตัวกรองแก้วที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 40 มม. พร้อมด้วยท่อแก้วผนังบางแบบบัดกรี ซึ่งมีเครื่องทำความร้อนไฟฟ้า 30 W ช่องทางมีจำหน่ายพร้อมตัวกรองขนาด 40, 100, 160 ไมครอน

ในกรวยกรองแบบให้ความร้อน การควบคุมอุณหภูมิทำได้โดยการไหลของน้ำหล่อเย็น ปริมาตรของกรวยเหนือตัวกรองพร้อมท่อเทอร์โมสแตทคือ 80 มล. พร้อมแจ็คเก็ตเทอร์โมสแตท - 58 มล.

ในการแยกของเหลวออกจากของแข็ง จะใช้กรวยกรองแบบจุ่มใต้น้ำ (รูปที่ 123, d) ตัวกรองจะจุ่มอยู่ในของเหลว และตัวกรองจะเข้าสู่ตัวรับที่เชื่อมต่อตัวกรองอยู่ ด้วยอุปกรณ์นี้ สะดวกในการกรองที่อุณหภูมิต่ำ โดยรักษาอุณหภูมิต่ำของส่วนผสมที่กรองไว้ผ่านอ่างทำความเย็น

หากต้องการแยกสารจำนวนเล็กน้อย ให้ใช้กรวยที่มี “ตะปู” แก้ว ซึ่งปิดด้วยกระดาษกรองทรงกลม เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ปลายแท่งแก้วจะถูกทำให้อ่อนลงในเปลวไฟของเครื่องเขียน จากนั้นจึงทำให้แบน โดยกดไว้กับพื้นผิวแนวนอนเรียบของแผ่นโลหะ จำเป็นที่ตัวกรองจะพอดีกับเล็บอย่างแน่นหนาและขอบของตัวกรองจะงอประมาณ 1-2 มม. ตามแนวผนังของช่องทาง ตัวรับการกรองคือท่อกรอง (พร้อมช่องระบายอากาศด้านข้าง)

หากต้องการกรองสารที่มีจุดหลอมเหลวต่ำหรือละลายได้สูงที่อุณหภูมิห้อง ให้ใช้สุญญากาศระหว่างการทำความเย็น ในกรณีที่มีตะกอนในปริมาณเล็กน้อย กรวยและสารละลายจะถูกทำให้เย็นล่วงหน้าในตู้เย็น ในกรณีอื่นๆ กรวย Buchner จะถูกสร้างขึ้นในขวดโดยตัดก้นขวดออก เพื่อเติมน้ำแข็งหรือส่วนผสมที่ทำให้เย็นลงในขวดสุดท้าย

เมื่อกรองในบรรยากาศก๊าซเฉื่อย ให้ใช้การติดตั้งที่แสดงในรูปที่ 1 125.

ตัวกรองละอองลอยเชิงวิเคราะห์ AFA

ตัวกรอง AFA ใช้เพื่อศึกษาและควบคุมละอองลอยที่มีอยู่ในอากาศหรือก๊าซอื่นๆ ตัวกรอง AFA ประกอบด้วยองค์ประกอบตัวกรองแยกต่างหากหรือองค์ประกอบตัวกรองที่ติดอยู่กับวงแหวนรองรับและวงแหวนกระดาษป้องกันที่มีส่วนยื่นออกมา

องค์ประกอบตัวกรองที่ใช้คือวัสดุตัวกรอง FP (ตัวกรอง Petryanov) ที่ทำจากเส้นใยโพลีเมอร์บางพิเศษ (เซลลูโลสอะซิเตต เปอร์คลอโรไวนิล โพลีสไตรีน) พื้นผิวการทำงานของตัวกรองทรงกลมคือ 3, 10, 20 และ 160 cm2

การหมุนเหวี่ยง

การหมุนเหวี่ยงเป็นหนึ่งในวิธีการแยกระบบที่ต่างกัน (ของเหลว - ของเหลว, ของเหลว - อนุภาคของแข็ง); ในโรเตอร์ภายใต้อิทธิพลของแรงเหวี่ยง การหมุนเหวี่ยงจะเป็นประโยชน์หากสารกรองอุดตันรูพรุนของตัวกรอง เสื่อมสภาพเมื่อสัมผัสกับวัสดุกรอง หรือกระจายตัวอย่างประณีต

การหมุนเหวี่ยงจะดำเนินการในอุปกรณ์พิเศษที่เรียกว่าเครื่องหมุนเหวี่ยง ส่วนหลักของเครื่องหมุนเหวี่ยงคือโรเตอร์ซึ่งหมุนด้วยความเร็วสูง

ประเภทของเครื่องหมุนเหวี่ยงมีมากมาย โดยแบ่งตามขนาดของปัจจัยการแยกเป็นหลัก เท่ากับอัตราส่วนความเร่งของสนามแรงเหวี่ยงที่พัฒนาขึ้นในเครื่องหมุนเหวี่ยงต่อความเร่งของแรงโน้มถ่วง ปัจจัยการแยกเป็นปริมาณไร้มิติ ผลการแยกของเครื่องหมุนเหวี่ยงจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนของปัจจัยการแยก

ปัจจัยการแยกของเครื่องหมุนเหวี่ยงที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าที่ผลิตโดยอุตสาหกรรมในประเทศแตกต่างกันไปตั้งแต่ 1,600 ถึง 300,000 และความเร็วของโรเตอร์อยู่ระหว่าง 1,000 ถึง 50,000 รอบต่อนาที

ระบบที่แตกต่างกันในเครื่องหมุนเหวี่ยงจะถูกแยกออกจากกันโดยการตกตะกอนหรือการกรอง ขึ้นอยู่กับสิ่งนี้ เครื่องหมุนเหวี่ยงมีให้เลือกทั้งแบบโรเตอร์แข็งหรือโรเตอร์แบบเจาะรูที่หุ้มด้วยวัสดุกรอง

การหมุนเหวี่ยงโดยการตกตะกอนจะดำเนินการเพื่อทำให้ของเหลวที่มีสารแขวนลอยมีความกระจ่าง หรือเพื่อทำให้เฟสของแข็งตกตะกอน ประกอบด้วยการตกตะกอนของสถานะของแข็ง การบดอัดของตะกอน และการปล่อยส่วนเหนือตะกอน

ในการปฏิบัติงานในห้องปฏิบัติการ มีการใช้เครื่องหมุนเหวี่ยงประเภทต่างๆ: แบบใช้มือหรือแบบไฟฟ้า, แบบตั้งโต๊ะ (พกพา), แบบเคลื่อนที่และแบบอยู่กับที่ ขึ้นอยู่กับปัจจัยการแยก เครื่องหมุนเหวี่ยงจะถูกแบ่งออกเป็นแบบธรรมดา (ที่มีปัจจัยการแยกน้อยกว่า 3,500) เครื่องหมุนเหวี่ยงซุปเปอร์ และเครื่องหมุนเหวี่ยงแบบพิเศษ (ที่มีปัจจัยการแยกอย่างน้อย 3500) เครื่องหมุนเหวี่ยงแบบธรรมดาใช้เพื่อแยกสารแขวนลอยที่มีความเข้มข้นต่างๆ ที่มีการกระจายตัวต่ำ (ขนาดมากกว่า 10-50 ไมครอน) เป็นหลัก เครื่องหมุนเหวี่ยงซุปเปอร์เซนติฟิวจ์ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับแยกอิมัลชันและสารแขวนลอยที่มีการกระจายตัวสูง (ขนาดน้อยกว่า 10 ไมครอน) สำหรับการแยกและการศึกษาระบบที่มีการกระจายตัวสูงและสารประกอบโมเลกุลสูงเครื่องหมุนเหวี่ยงแบบอัลตราโซนิคเชิงวิเคราะห์และแบบเตรียมที่มีปัจจัยการแยกมากกว่า 100,000 เป็นเรื่องปกติ เครื่องหมุนเหวี่ยงเชิงวิเคราะห์ใช้เพื่อกำหนดน้ำหนักโมเลกุลและระดับของการเกิดพอลิเมอไรเซชันของสารประกอบโมเลกุลสูงการเตรียมการ เครื่องหมุนเหวี่ยงใช้ในการแยกสารออกจากสารละลายที่อยู่ภายใต้สภาวะปกติในสถานะคอลลอยด์หรือในรูปของสารแขวนลอยที่แยกไม่ออก (โปรตีน, กรดนิวคลีอิก, โพลีแซ็กคาไรด์)

ตามกฎแล้วโรเตอร์หมุนเหวี่ยงพิเศษจะหมุนในห้องสุญญากาศระหว่างการทำความเย็น (เครื่องปั่นแยกในตู้เย็น) ความเร็วและเวลาในการหมุนของโรเตอร์ตลอดจนสภาวะอุณหภูมิของการปั่นแยกถูกควบคุมโดยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

สารละลายที่จะบำบัดจะถูกใส่ในภาชนะพิเศษ ซึ่งจะถูกหมุนด้วยความเร็วสูงบนโรเตอร์สำหรับการหมุนเหวี่ยง ในกรณีนี้ส่วนประกอบของส่วนผสมภายใต้อิทธิพลของแรงเหวี่ยงจะกระจายเป็นชั้น ๆ จนถึงระดับความลึกที่แตกต่างกัน (ตามมวลของอนุภาค) อนุภาคที่หนักที่สุดจะถูกกดลงที่ด้านล่างของภาชนะ

เมื่อใช้เครื่องหมุนเหวี่ยงหลอดแบบพกพาขนาดเล็กที่มีการขับเคลื่อนแบบแมนนวลหรือแบบไฟฟ้า ระบบกันสะเทือนจะวางอยู่ในหลอดแก้วหรือพลาสติกซึ่งหมุนรอบแกนหลักและแขวนไว้บนเพลา เครื่องหมุนเหวี่ยงแบบหลอดสำหรับการแยกสารปริมาณเล็กน้อยเป็นระยะสามารถมีได้สองประเภท ในบางหลอดทดลองจะถูกยึดด้วยหมุดบนโรเตอร์และอยู่ในตำแหน่งแนวนอนระหว่างการหมุน ในบางหลอดจะยึดอย่างแน่นหนาในมุมที่กำหนดกับแกนการหมุน (โรเตอร์เชิงมุม)

ในรูป 126 แสดงตำแหน่งของท่อระหว่างการหมุนเหวี่ยงในโรเตอร์เชิงมุมและในโรเตอร์ที่มีถ้วยแกว่ง

หลังจากหยุดเครื่องหมุนเหวี่ยงแล้ว เฟสของเหลวใส (ศูนย์กลาง) จะถูกระบายหรือรวบรวมโดยใช้ปิเปต ตะกอนจะถูกล้างและปั่นแยกอีกครั้ง หากจำเป็นต้องแยกตะกอนออกจากหลอดทดลองในปริมาณสูงสุด เซนเทรตจะถูกทิ้งไป และตะกอนจะถูกทำให้แห้งในเครื่องดูดความชื้นแบบสุญญากาศโดยไม่ต้องถอดออกจากหลอดแก้วสำหรับการหมุนเหวี่ยง

เมื่อใช้เครื่องหมุนเหวี่ยงหลอด หลอดทดลองที่ทำจากกระจกหนาหรือวัสดุสังเคราะห์จะถูกใส่เข้าไปในถ้วยโลหะป้องกัน ด้านล่างของหลอดแก้วถูกป้องกันด้วยปะเก็นยาง สามารถเติมหลอดทดลองแก้วได้ครึ่งหนึ่งของปริมาตร และควรเติมหลอดทดลองที่ทำจากวัสดุสังเคราะห์ที่ความเร็วโรเตอร์สูง (5,000 รอบต่อนาที) จนเกือบถึงด้านบนเพื่อไม่ให้เสียรูปภายใต้อิทธิพลของแรงเหวี่ยงหนีศูนย์ เพื่อให้มั่นใจถึงการทำงานที่ปลอดภัย จำเป็นต้องปรับสมดุลของท่อกับระบบกันสะเทือนแบบหมุนเหวี่ยงอย่างแม่นยำ ความไม่สมดุลที่ความเร็วสูงอาจทำให้โรเตอร์เสียหายได้ เมื่อพิจารณาว่าตัวทำละลายระเหยสามารถระเหยได้ในระหว่างการปั่นแยก จึงควรปิดผนึกหลอดด้วยจุกปิด

โรเตอร์ของเครื่องหมุนเหวี่ยงหลอดทดลองในห้องปฏิบัติการ ยกเว้นเครื่องหมุนเหวี่ยงแบบแมนนวลจะถูกวางไว้ในกล่องโลหะ (ฝาปิด) เพื่อไม่ให้เกิดอันตรายต่อคนงานหากหลอดทดลองที่มีบีกเกอร์หลุดออกจากไม้แขวนเสื้อ

จำเป็นต้องปฏิบัติตามคำแนะนำที่ให้ไว้ในคำแนะนำจากโรงงานอย่างเคร่งครัดสำหรับเครื่องหมุนเหวี่ยงนี้ โดยต้องไม่เกินความเร็วโรเตอร์ที่ระบุในคำแนะนำ สามารถตั้งเครื่องหมุนเหวี่ยงให้เคลื่อนที่ได้โดยปิดฝานิรภัยไว้เท่านั้น สามารถเปิดฝาได้หลังจากที่เครื่องหมุนเหวี่ยงหยุดทำงานสนิทแล้วเท่านั้น

เครื่องหมุนเหวี่ยงแบบแมนนวล RC-4เครื่องหมุนเหวี่ยงนี้ออกแบบมาเพื่อแยกของเหลวที่มีความหนาแน่นต่างกัน หรือเพื่อแยกอนุภาคแขวนลอยหรือที่ปั่นป่วนออกจากของเหลว ส่วนหลักของเครื่องหมุนเหวี่ยง: ตัวเครื่องเหล็กหล่อซึ่งภายในมีเกียร์ (เฟืองตัวหนอน) ที่ยึดหลอดทดลองที่จับและแคลมป์ มีปลอกสี่อันทำจากคาร์โบไลท์อยู่บนระบบกันสะเทือนแบบบานพับของที่ยึดหลอดทดลอง ของเหลวและของแข็งที่มีความหนาแน่นต่างกันจะถูกกระจายไปยังตำแหน่งต่างๆ ในท่อเมื่อหมุน การแยกสามารถทำได้พร้อมกันในสี่หลอด สำหรับการหมุนด้ามจับหนึ่งครั้ง ที่วางหลอดทดลองจะทำการหมุนแปดครั้ง ในการใช้งาน เครื่องหมุนเหวี่ยงจะติดตั้งด้วยแคลมป์บนฝาโต๊ะห้องปฏิบัติการหรือบนขาตั้งแบบพิเศษ

เครื่องหมุนเหวี่ยงแบบตั้งโต๊ะในห้องปฏิบัติการ TsLN-2เครื่องหมุนเหวี่ยง TsLN-2 ทำงานด้วยโรเตอร์ชนิดมุม RU 6x10 ปริมาตรสูงสุดของวัสดุที่ปั่นแยกคือ 60 cm3 ความเร็วโรเตอร์ 3,000-8,000 รอบต่อนาที; ช่วงความเร็วในการหมุนที่ปรับโดยสวิตช์คือ 1,000 รอบ ปัจจัยการแยกถึง 5,500 เวลาเร่งความเร็วของโรเตอร์ถึงความเร็วสูงสุดคือ 10 นาที เวลาเบรกไม่เกิน 8 นาที เวลาทำงานต่อเนื่อง 60 นาที; พักขั้นต่ำ 15 นาที ห้องทำงานของเครื่องหมุนเหวี่ยงปิดด้วยฝาปิดพร้อมอุปกรณ์ปิดตัวเอง น้ำหนักเครื่องปั่นเหวี่ยง 8 กก.

เมื่อทำงานกับเครื่องหมุนเหวี่ยง TsLN-2 ห้ามมิให้: ทำงานโดยไม่ต่อสายดิน เพิ่มความเร็วในการหมุนสูงกว่า 8,000 รอบต่อนาที ทำงานกับโรเตอร์แบบเปิดและฝาครอบเครื่องปั่นเหวี่ยง ทำงานกับหลอดทดลองแก้วที่ความเร็วโรเตอร์สูงกว่า 4,000 รอบต่อนาที วางหลอดที่เต็มไปด้วยวัสดุที่ปั่นเหวี่ยงซึ่งไม่อยู่ตรงข้ามกัน

ความแตกต่างของมวลของหลอดทดลองที่มีตำแหน่งตามแนวเส้นผ่าศูนย์กลางซึ่งเต็มไปด้วยวัสดุที่จะปั่นแยกไม่ควรเกิน 0.5 กรัม ความหนาแน่นของของเหลวที่แยกออกจากหลอดทดลองที่ทำจากวัสดุโพลีเมอร์ไม่ควรเกิน 2 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร ในหลอดทดลองแก้ว - ไม่เกิน 1.5 g/cm3

เครื่องหมุนเหวี่ยงขนาดเล็กเชิงมุม TsuM-1เครื่องหมุนเหวี่ยงมีโรเตอร์แบบไขว้สำหรับการปั่นแยกของเหลวพร้อมกันในหลอดสี่หลอดที่มีความจุ 25 มล., 10 มล. สี่หลอด และ 8 หลอดในหลอด 5 มล. ความเร็วโรเตอร์ตั้งแต่ 2,000 ถึง 8,000 รอบต่อนาทีจะถูกปรับเป็นขั้นตอน ปัจจัยการแยกถึง 6,000 เวลาเร่งความเร็วของโรเตอร์คือ 8-10 นาที เครื่องหมุนเหวี่ยงมีนาฬิกาไฟฟ้าซึ่งช่วยให้ตั้งเวลาในการปั่นแยกได้ตั้งแต่ 0 ถึง 60 นาที ตามด้วยการเบรกอัตโนมัติ น้ำหนักเครื่องปั่นเหวี่ยง 16 กก.

การหมุนเหวี่ยงเพื่อการเตรียมเป็นหนึ่งในวิธีการแยกวัสดุทางชีวภาพเพื่อการวิจัยทางชีวเคมีในภายหลัง ช่วยให้คุณสามารถแยกอนุภาคของเซลล์จำนวนมากเพื่อศึกษากิจกรรมทางชีวภาพ โครงสร้าง และสัณฐานวิทยาของพวกมันอย่างครอบคลุม วิธีการนี้สามารถใช้ได้กับการแยกโมเลกุลขนาดใหญ่ทางชีววิทยาขั้นพื้นฐานด้วย สาขาการใช้งาน: การวิจัยทางการแพทย์ เคมี และชีวเคมี

การจำแนกประเภทของวิธีการปั่นแยกแบบเตรียมการ

การปั่นแยกแบบเตรียมดำเนินการโดยใช้วิธีใดวิธีหนึ่งต่อไปนี้:

• ไอโซไซนิก สามารถทำได้โดยการไล่ระดับความหนาแน่นหรือด้วยวิธีปกติ ในกรณีแรก วัสดุที่ผ่านการประมวลผลจะถูกวางเป็นชั้นบนพื้นผิวของสารละลายบัฟเฟอร์โดยมีการไล่ระดับความหนาแน่นอย่างต่อเนื่อง และหมุนเหวี่ยงจนกระทั่งอนุภาคถูกแยกออกเป็นโซน ในกรณีที่สอง ตัวกลางที่อยู่ระหว่างการศึกษาจะถูกปั่นเหวี่ยงจนเกิดตะกอนของอนุภาคที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง หลังจากนั้นอนุภาคที่อยู่ระหว่างการศึกษาจะถูกแยกออกจากสารตกค้างที่เกิดขึ้น
• สมดุล. ดำเนินการในการไล่ระดับความหนาแน่นของเกลือของโลหะหนัก การหมุนเหวี่ยงช่วยให้คุณสร้างการกระจายสมดุลของความเข้มข้นของสารทดสอบที่ละลายได้ จากนั้น ภายใต้อิทธิพลของแรงเร่งความเร็วแบบแรงเหวี่ยง อนุภาคของตัวกลางจะถูกรวบรวมในโซนที่แยกจากกันของหลอดทดลอง

วิธีการที่เหมาะสมที่สุดจะถูกเลือกโดยคำนึงถึงเป้าหมายและลักษณะของสภาพแวดล้อมที่กำลังศึกษา

การจำแนกประเภทของเครื่องหมุนเหวี่ยงในห้องปฏิบัติการเตรียมการ

ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติการออกแบบและลักษณะการทำงาน เครื่องหมุนเหวี่ยงแบบเตรียมสามารถแบ่งออกเป็น 3 กลุ่มหลัก:

จุดประสงค์ทั่วไป. ความเร็วสูงสุด – 8,000 รอบต่อนาที พร้อมแรงเหวี่ยงสัมพันธ์สัมพันธ์สูงถึง 6,000 กรัม เครื่องหมุนเหวี่ยงในห้องปฏิบัติการอเนกประสงค์มีการติดตั้งโรเตอร์เชิงมุมหรือโรเตอร์พร้อมภาชนะแขวนสำหรับเก็บวัสดุชีวภาพ โดดเด่นด้วยความจุขนาดใหญ่ตั้งแต่ 4 dm 3 ถึง 6 dm 3 ซึ่งช่วยให้สามารถใช้หลอดหมุนเหวี่ยงมาตรฐานที่มีปริมาตร 10-100 dm 3 และภาชนะที่มีความจุไม่เกิน 1.25 dm 3 เนื่องจากลักษณะเฉพาะของการยึดโรเตอร์เข้ากับเพลาขับ ท่อหรือภาชนะต้องมีความสมดุลและมีน้ำหนักต่างกันสูงสุด 0.25 กรัม ไม่อนุญาตให้ใช้งานเครื่องหมุนเหวี่ยงด้วยจำนวนหลอดคี่ เมื่อโหลดโรเตอร์บางส่วน ควรวางภาชนะที่มีสื่อทดสอบให้สัมพันธ์กันอย่างสมมาตร เพื่อให้แน่ใจว่ามีการกระจายที่สม่ำเสมอสัมพันธ์กับแกนการหมุนของโรเตอร์

• ด่วน. ความเร็วสูงสุด – 25,000 รอบต่อนาที พร้อมแรงเหวี่ยงสัมพันธ์สัมพันธ์สูงถึง 89,000 กรัม ห้องทำงานจึงติดตั้งระบบทำความเย็นเพื่อป้องกันความร้อนเนื่องจากแรงเสียดทานที่เกิดขึ้นระหว่างการหมุนโรเตอร์ มีการติดตั้งโรเตอร์เชิงมุมหรือโรเตอร์พร้อมภาชนะแขวนสำหรับวางวัสดุชีวภาพ ความจุของการเตรียมความเร็วสูง
  เครื่องหมุนเหวี่ยง – 1.5 dm 3 .
• เครื่องหมุนเหวี่ยงแบบอัลตร้า ความเร็วสูงสุด – 75,000 รอบต่อนาที พร้อมความเร่งแบบแรงเหวี่ยงสัมพัทธ์สูงถึง 510,000 กรัม เพื่อป้องกันความร้อนเนื่องจากแรงเสียดทานที่เกิดขึ้นระหว่างการหมุนของโรเตอร์ จึงมีการติดตั้งระบบทำความเย็นและชุดสุญญากาศ โรเตอร์หมุนเหวี่ยงอัลตร้าโซนิคทำจากไททาเนียมหรือโลหะผสมอลูมิเนียมที่แข็งแกร่งเป็นพิเศษ เพื่อลดการสั่นสะเทือนเนื่องจากการเติมที่ไม่สม่ำเสมอ โรเตอร์จึงมีเพลาที่ยืดหยุ่น

หมวดหมู่ที่แยกต่างหากควรรวมถึงเครื่องหมุนเหวี่ยงเพื่อการเตรียมการพิเศษที่ออกแบบมาเพื่อดำเนินการวิจัยบางประเภทและแก้ไขปัญหาเฉพาะ กลุ่มนี้รวมถึงเครื่องหมุนเหวี่ยงที่มีแจ็คเก็ตทำความร้อน เครื่องหมุนเหวี่ยงแบบแช่เย็น และอุปกรณ์อื่นๆ ที่คล้ายกัน

คุณสมบัติของการออกแบบโรเตอร์ในเครื่องหมุนเหวี่ยงแบบเตรียมการ

เครื่องหมุนเหวี่ยงแบบเตรียมการมีการติดตั้งโรเตอร์เชิงมุมหรือแนวนอน:

โรเตอร์ที่ทำมุม - หลอดทดลองจะอยู่ที่มุม 20-35° กับแกนการหมุนระหว่างการทำงานของเครื่องหมุนเหวี่ยง ระยะทางที่อนุภาคเคลื่อนที่ไปยังผนังที่สอดคล้องกันของหลอดทดลองนั้นน้อย ดังนั้นการตกตะกอนจึงเกิดขึ้นค่อนข้างเร็ว เนื่องจากกระแสการพาความร้อนที่เกิดขึ้นในระหว่างการปั่นแยก จึงไม่ค่อยมีการใช้โรเตอร์แบบมุมคงที่เพื่อแยกอนุภาคที่มีขนาดและคุณสมบัติทำให้เกิดความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในอัตราการตกตะกอน โรเตอร์แนวนอน – ท่อในโรเตอร์ประเภทนี้จะติดตั้งในแนวตั้ง ในระหว่างกระบวนการหมุน ภายใต้อิทธิพลของแรงเหวี่ยง ภาชนะที่มีวัสดุแปรรูปจะเคลื่อนไปยังตำแหน่งแนวนอน คุณลักษณะการออกแบบและการทำงานเหล่านี้ทำให้สามารถลดปรากฏการณ์การพาความร้อนได้ ดังนั้นโรเตอร์ประเภทนี้จึงเหมาะสมที่สุดสำหรับการแยกอนุภาคที่มีอัตราการตกตะกอนต่างกัน การใช้ท่อเซกเตอร์เนียลช่วยลดผลกระทบของกระแสน้ำวนและการพาความร้อนเพิ่มเติม

ประเภทของโรเตอร์จะกำหนดขอบเขตการใช้งานอุปกรณ์ ความสามารถในการเปลี่ยนโรเตอร์ช่วยให้คุณใช้เครื่องหมุนเหวี่ยงรุ่นเดียวกันเพื่อแก้ไขปัญหาที่หลากหลาย เครื่องหมุนเหวี่ยงทางการแพทย์สำหรับห้องปฏิบัติการ Centurion มีจำหน่ายแบบตั้งพื้นหรือแบบตั้งโต๊ะ ซึ่งทำให้สามารถใช้อุปกรณ์ในห้องใดก็ได้ โดยไม่คำนึงถึงพื้นที่ว่าง

วิธีการหมุนเหวี่ยงขึ้นอยู่กับพฤติกรรมที่แตกต่างกันของอนุภาคในสนามแรงเหวี่ยงที่สร้างขึ้นโดยการหมุนเหวี่ยง ตัวอย่างซึ่งอยู่ในภาชนะสำหรับการหมุนเหวี่ยงจะถูกวางไว้ในโรเตอร์ ซึ่งขับเคลื่อนด้วยชุดขับเคลื่อนสำหรับการหมุนเหวี่ยง หากต้องการแยกส่วนผสมของอนุภาค จำเป็นต้องเลือกชุดเงื่อนไข เช่น ความเร็วในการหมุน เวลาในการปั่นแยก และรัศมีของโรเตอร์ สำหรับอนุภาคทรงกลม อัตราการสะสม (การตกตะกอน) ไม่เพียงแต่ขึ้นอยู่กับความเร่งเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับรัศมีและความหนาแน่นของอนุภาค รวมถึงความหนืดของตัวกลางที่ตัวอย่างเกาะอยู่ด้วย

การหมุนเหวี่ยงสามารถแบ่งได้เป็นสองประเภท: การเตรียมการและการวิเคราะห์ การปั่นแยกแบบเตรียมจะใช้เมื่อจำเป็นต้องแยกส่วนของตัวอย่างเพื่อการวิจัยเพิ่มเติม วิธีนี้ใช้ในการแยกเซลล์ออกจากสารแขวนลอย สารโมเลกุลขนาดใหญ่ทางชีววิทยา ฯลฯ

การหมุนเหวี่ยงเชิงวิเคราะห์ใช้เพื่อศึกษาพฤติกรรมของโมเลกุลขนาดใหญ่ทางชีววิทยาในสนามแรงเหวี่ยง วิธีนี้ช่วยให้ได้รับข้อมูลเกี่ยวกับมวล รูปร่าง และขนาดของโมเลกุลที่อยู่ในตัวอย่างในปริมาณที่ค่อนข้างน้อย ในการปฏิบัติงานในห้องปฏิบัติการในแต่ละวัน มักพบการหมุนเหวี่ยงแบบเตรียมการบ่อยที่สุด

ในทางกลับกัน เครื่องหมุนเหวี่ยงในห้องปฏิบัติการเพื่อการเตรียมอาหารจะถูกแบ่งออกเป็นกลุ่มตามวัตถุประสงค์: เครื่องหมุนเหวี่ยงแบบอัลตร้าเซนตริฟิวจ์แบบเตรียม เครื่องหมุนเหวี่ยงเอนกประสงค์ และเครื่องหมุนเหวี่ยงความเร็วสูง เครื่องหมุนเหวี่ยงเอนกประสงค์มีการใช้งานจริงในห้องปฏิบัติการทางการแพทย์มากที่สุด และมีความเร็วสูงสุดถึง 6,000 รอบต่อนาที คุณสมบัติหลักของอุปกรณ์ประเภทนี้คือความจุค่อนข้างมาก - มากถึง 6 ลิตรซึ่งช่วยให้ใช้ในการปั่นแยกไม่เพียง แต่ในหลอดหมุนเหวี่ยงที่มีปริมาตรสูงถึง 100 มล. เท่านั้น แต่ยังมีภาชนะสูงถึง 1.25 ลิตรอีกด้วย ในเครื่องหมุนเหวี่ยงอเนกประสงค์ทั่วไป โรเตอร์จะถูกติดตั้งอย่างแน่นหนาบนเพลาขับ ดังนั้นภาชนะที่หมุนเหวี่ยงจะต้องมีความสมดุลอย่างแม่นยำ เพื่อหลีกเลี่ยงการแตกหัก อย่าใส่ท่อจำนวนคี่ลงในโรเตอร์ หากโหลดไม่สมบูรณ์ ควรวางภาชนะตรงข้ามกัน

เครื่องหมุนเหวี่ยงความเร็วสูงมีความเร็วสูงสุด 25,000 รอบต่อนาทีและความเร่งสูงถึง 89,000 กรัม ห้องที่ประกอบด้วยโรเตอร์และตัวอย่างที่หมุนเหวี่ยงนั้นติดตั้งระบบระบายความร้อนเพื่อป้องกันความร้อนที่เกิดจากการเสียดสีเมื่อโรเตอร์หมุนด้วยความเร็วสูง โดยทั่วไปแล้ว เครื่องหมุนเหวี่ยงดังกล่าวสามารถทำงานได้ด้วยปริมาตรสูงสุด 1.5 ลิตร และติดตั้งโรเตอร์เชิงมุมหรือโรเตอร์พร้อมถ้วยที่เปลี่ยนได้

เครื่องหมุนเหวี่ยงแบบพิเศษแบบเตรียมการจะเร่งความเร็วเป็น 75,000 รอบต่อนาที และมีความเร่งแบบหมุนเหวี่ยงสูงสุดที่ 510,000 กรัม มีการติดตั้งหน่วยทำความเย็นและสุญญากาศเพื่อป้องกันไม่ให้โรเตอร์ร้อนเกินไปจากการเสียดสีกับอากาศ โรเตอร์สำหรับเครื่องหมุนเหวี่ยงเหล่านี้ทำจากไทเทเนียมหรืออะลูมิเนียมอัลลอยด์ที่มีความแข็งแรงสูง เพลาของเครื่องหมุนเหวี่ยงแบบอัลตร้าแตกต่างจากเครื่องหมุนเหวี่ยงแบบความเร็วสูงและเครื่องหมุนเหวี่ยงแบบเตรียมการ ได้รับการออกแบบให้มีความยืดหยุ่นเพื่อลดการสั่นสะเทือนเมื่อสมดุลของโรเตอร์ถูกรบกวน ภาชนะในโรเตอร์จะต้องมีความสมดุลอย่างระมัดระวังโดยให้อยู่ภายในหนึ่งในสิบของกรัม