Центрифуги малого объема

Центрифугирование применяется для разделения суспензий и эмульсий, содержащих частицы сходных по плотности или объему. Осаждение и флотация в этом случае малоприменимы из-за сопоставимых характеристик компонентов. Увеличить разницу между ними можно за счет изменения силы тяжести. Это достигается с помощью центробежных сил. Лабораторные центрифуги развивают усилия до нескольких десятков тысяч g, а ультрацентрифуги, работающие в вакууме с охлаждающим модулем, могут создавать до 500 000 g, где g – ускорение свободного падения.

При центрифугировании удобнее пользоваться выражением величин в g, чем в оборотах ротора. Это связано с тем, что g пропорционально квадрату угловой скорости и радиусу. Учитывая небольшой размер ротора, удаление частицы от центра вращения незначительно увеличивает влияние на нее центробежных сил. Гораздо сильнее это зависит от изменения угловой скорости.

Инструменты, которые дает центрифугирование исследователям, не ограничивается только высокими угловыми скоростями, есть и другие методики разделения. Когда нельзя разделить сходные по свойствам частицы обычным центрифугированием, применяется центрифугирование в градиенте плотности. При этом частицы распределяются в объеме пробирки согласно собственной плавучести для определенного участка раствора. Переменная плотность по длине пробирки оказывает селективное противодействие и не дает более легким частицам достигать дна емкости, а заставляет группироваться слоями в центрифугируемом образце. Для дальнейшего исследования могут применяться оптические методы.

Образцы с компонентами, застывающими при разных температурах, центрифугируют в установках с модулем охлаждения. Например, при подготовке пробы молока. Жиры застывают на поверхности в виде пленки и удаляются. Остаток разбавляется буферным раствором и центрифугируется еще раз.

При работе на центрифугах с охлаждением необходимо соблюдать следующее правило. Съемный ротор сначала охлаждается, а потом одевается на вал. Если ротор охлаждать на валу от комнатной температуры, то в дальнейшем его будет сложно снять, что может привести к поломке.

Для высоких скоростей вращения ротора нарушение балансировки приводит к быстрому износу вала и сопряженных узлов. Поэтому при формировании загрузки центрифуги пробирки должны попарно уравновешиваться. Если для образца не хватает парной пробирки, то его уравновешивают пробиркой с дистиллированной водой. Во многих моделях лабораторных центрифуг предусмотрен тормоз для быстрой остановки ротора.