Máy ly tâm là gì
Máy ly tâm (tên tiếng anh Centrifuge) là thiết bị thực hiện quá trình phân ly dựa vào lực ly tâm để phân tách hỗn hợp hai pha rắn – lỏng hoặc lỏng – lỏng thành các lớp riêng biệt.
Cấu tạo máy ly tâm
.png "Cấu tạo, Nguyên lý hoạt động của máy ly tâm")
Cấu tạo máy li tâm gồm bốn phần cơ bản:
Phần quay: bao gồm một động cơ có vận tốc cao, lực ly tâm lớn và hệ thống giảm rung, roto và adapter.
Động cơ:
- Tuỳ theo tốc độ ly tâm cũng như lượng mẫu cần ly tâm/ lần các nhà sản xuất sẽ thiết kế và lựa chọn động cơ phù hợp cho máy. Các yếu tố cần quan tâm như: Tốc độ quay, lực mô men xoắn, đặc tính điều khiển, nguồn điện AC/ DC, công suất động cơ.
- Hiện nay động cơ thường được sử dụng cho máy ly tâm thường có 2 loại chính: Động cơ chổi than và Động cơ không chổi than. Với các sản phẩm sử dụng động cơ chổi than sẽ có ưu điểm giá thành rẻ, dễ dàng thay thế khi hỏng hóc. Còn đối với động cơ không chổi là loại thiết kế đặc biệt, tuy có giá thành cao hơn nhưng có ưu điểm nổi bật: Không bị ăn mòn khi sử dụng, không phát sinh tia lửa điện khi quay, không cần bảo dưỡng thay chổi than định kỳ...
- Có 2 loại rotor chính thường được sử dụng cho máy ly tâm thí nghiệm: Rotor góc và rotor văng.
+ Rotor góc: Các adapter được gắn cố định theo hình nón với góc nguyên cố định. Với ưu điểm thiết kế đơn giản, giá thành thấp, có khả năng ly tâm ở tốc độ cao. Tuy nhiên do góc nghiêng cố định nên mẫu sau khi ly tâm sẽ có phân lớp dạng đường chéo, khó tách chiết hoàn toàn 2 lớp
+ Rotor văng ngang: Với rotor văng các adapter có khả năng xoanh quanh trục, khi rotor bắt đầu quay adapter sẽ ở trạng thái song song với mặt phằng. Mẫu thu được sau khi ly tâm sẽ có phân lớp rõ ràng theo đường thẳng, giúp người sử dụng dễ dàng tách các lớp.
Phần điều khiển: Bao gồm mạch điều khiển giúp người sử dụng cài đặt được tốc độ và thời gian.
- Với đối tượng điều khiển chính là tốc độ động cơ và nhiệt độ (chỉ với máy ly tâm lạnh và máy ly tâm làm ấm) bộ điều khiển của máy ly tâm thường được chia làm 2 kiểu chính: Điều khiển không phản hồi và điều khiển PID có phản hồi. Bộ điều khiển với đồng hồ chỉ kim, màn hình LED hoặc cao cấp hơn sẽ là màn hình LCD hoặc màn hình cảm ứng.
- Ngoài những chức năng cơ bản kể trên, ngày nay để đáp ứng những yêu cầu kỹ thuật cao, các máy ly tâm có thể còn được trang bị các bộ điều khiển có khả năng cài đặt và lưu trữ các chương trình. Tiêu biểu có thể kể tới các dòng máy ly tâm: Máy ly tâm Hermle Đức, Máy ly tâm lạnh Hettich, Máy ly tâm Novapro...
Hệ thống cảm biến: Bao gồm cảm biến mở cửa, cảm biến cân bằng, cảm biến quá tải, quá tải dòng và cảm biến roto.
- Cảm biến mở cửa: Không cho máy chạy khi cửa mở và dừng máy ngay lập tức khi cửa mở trong quá trình quay
- Cảm biến cân bằng: Khi mẫu đặt bất đối xứng cảm biến cân bằng sẽ kích hoạt cảnh báo và dừng máy ngay lập tức để đảm bảo an toàn.
- Cảm biến quá tải: bảo vệ động cơ máy ly tâm khỏi tình trạng quá tải, có thể gây hư hỏng.
- Cảm biến quá tải dòng: Nếu dòng điện tăng đột ngột hoặc vượt quá mức cho phép, hệ thống sẽ ngắt mạch để bảo vệ động cơ và các thành phần điện khác.
- Cảm biến rotor: theo dõi tốc độ và vị trí của rotor để điều khiển tốc độ quay, đảm bảo độ chính xác của quá trình ly tâm và để đảm bảo roto được đặt đúng chuẩn.
Thùng máy: Là bộ phận đảm bảo quá trình ly tâm được an toàn
Nguyên lý hoạt động
- Khi hỗn hợp được quay trong máy ly tâm ở tốc độ cao sẽ sinh ra một lực được gọi là lực ly tâm. Các chất có khối lượng riêng khác nhau sẽ có lực ly tâm khác nhau.
- Khi ly tâm hỗn hợp nhiều chất trong dung dịch, lực ly tâm sẽ tách các chất cùng loại với nhau về gần nhau để tạo ra lớp phân tách.
- Kết thúc quá trình, hỗn hợp ban đầu sẽ bị phân tách thành các thành phần riêng biệt.
Phân loại máy ly tâm
- Phân loại theo thiết kế: Máy ly tâm để bàn và máy ly tâm đặt sàn
- Phân loại theo kiểu ống ly tâm: Máy ly tâm ống Hematocrit, Máy ly tâm ống micro 1.5/2ml, Máy ly tâm PRP, Máy ly tâm ống ETDA, Máy ly tâm túi máu....
- Theo mục đích ly tâm: Máy ly tâm lắng và Máy ly tâm lọc tách
- Theo giá trị yếu tố phân ly (RCF): Máy ly tâm thường và Máy ly tâm tốc độ cao
- Theo nhiệt độ ly tâm: Máy ly tâm thường và Máy ly tâm lạnh
Ứng dụng của máy ly tâm
Máy ly tâm được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như:
- Tách các phân tử DNA/RNA, tách vi khuẩn.
- Ly tâm trước khi lọc nhằm tăng năng suất máy, giảm thời gian, giảm hao phí trong sản xuất nước quả, dầu thực vật,…
- Làm sạch tách tạp chất trong sản xuất dầu ăn, tinh bột,… giúp nâng cao chất lượng sản phẩm.
- Khai thác, thu nhận sản phẩm từ hỗn hợp bao gồm các pha rắn và các dung dịch bao quanh nó như thu đường sacaroza, glucoza, mì chính,…
- Thu emzyme sau thời gian nuôi cấy
- Thu nhận chế phẩm enzyme sau khi kết tủa bằng cồn
- Ly tâm để phân chia sản phẩm, ví dụ: tách sữa, bơ,…
Hướng dẫn sử dụng máy ly tâm
- Bước 1: Đặt máy ly tâm trên một bề mặt chắc chắn. Do máy ly tâm quay với tốc độ cao nên nó cần phải được đặt trên một bề mặt cứng và bằng phẳng.
- Bước 2: Chọn rotor thích hợp để sử dụng ở tốc độ bạn cần. Rotor là thiết bị quay mẫu của bạn. Một số Rotor có cánh tay để có thể gắn các ống bơm nhỏ hơn vào, trong khi các rotor khác thiết kế để đặt các ống trực tiếp vào. Mỗi loại Rotor được chỉ định cho các ống và tốc độ cụ thể vì vậy phải sử dụng rotor phù hợp với các ống mẫu và nằm trong giới hạn tốc độ cần thiết.
- Bước 3: Trước khi khởi động máy, mẫu phải được nạp vào ống ly tâm, không nên nạp quá đầy tốt nhất nên nạp khoảng ⅔ ống sau đó vặn nắp chặt và đặt vào rotor trong buồng ly tâm, ống ly tâm cần phải đặt đối xứng với nhau và cân bằng về trọng lượng.
- Bước 4: Đóng nắp máy nghe thấy tiếng tách chứng tỏ nắp máy đã được đóng chắc chắn.
- Bước 5: Chọn chế độ làm việc đặt thời gian máy chạy hoặc cho máy chạy không định thời gian, đối với quá trình ly tâm có 2 thông số quan trọng nhất là tốc độ và thời gian, 2 thông số này được đặt từ ban đầu và có thể điều chỉnh trong suốt quá trình vận hành.
- Bước 6: Ấn công tắc cho máy chạy và điều chỉnh tốc độ động cơ tăng dần cho đến khi đạt giá trị, đồng thời theo dõi tình trạng trong suốt quá trình hoạt động.
- Bước 7: Khi đã hết thời gian chạy máy thì lúc này đồng hồ thời gian sẽ cắt điện, động cơ chỉ chạy theo quán tính. Sau khi lấy mẫu thì tiến hành tắt điện, ngắt hết công tắc rồi lấy mẫu xét nghiệm ra khỏi máy và đậy nắp kết thúc thí nghiệm.
- Bước 8: Lau sạch rotor và ly tâm sau khi sử dụng. Để giữ máy ly tâm sạch sẽ và chạy trơn tru, hãy lau nhẹ rotor và máy ly tâm sau khi sử dụng. Khi bạn đã hoàn tất, hãy mở nắp để hơi có thể thoát ra ngoài và giúp máy khô ráo.
Các thương hiệu máy ly tâm uy tín
Hiện nay có rất nhiều thương hiệu máy ly tâm được nhập khẩu và phân phối tại thị trường Việt Nam. Với các sản phẩm đa dạng từ kiểu dáng, thiết kế, chất lượng cho tới giá tiền. Có thể tới các thương hiệu nổi bật như:
- Máy ly tâm Hàn Quốc với các thương hiệu: Daihan, Labtech, Novapro...
- Máy ly tâm Thermo Scientific - Đức
- Máy ly tâm Gemmy - Đài Loan
- Máy ly tâm Trung Quốc với các thương hiệu; Biobase, Zenith Lab...
- Máy ly tâm Dlab của Mỹ
Câu Hỏi Thường Gặp (FAQ)
Máy ly tâm là gì và hoạt động như thế nào?
Máy ly tâm là một thiết bị phòng thí nghiệm sử dụng lực ly tâm cực lớn để tách các thành phần có khối lượng riêng khác nhau trong một hỗn hợp. Khi rotor quay ở tốc độ cao, các thành phần nặng hơn sẽ bị đẩy ra xa tâm và lắng xuống đáy ống, trong khi các thành phần nhẹ hơn sẽ nổi lên trên, từ đó tách chúng thành các lớp riêng biệt.
Có những loại máy ly tâm phổ biến nào?
Máy ly tâm được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau, bao gồm:
Theo thiết kế: Máy ly tâm để bàn (nhỏ gọn) và máy ly tâm đặt sàn (công suất lớn).
Theo mục đích: Máy ly tâm lắng (tách pha rắn-lỏng) và máy ly tâm lọc (tách qua màng lọc).
Theo tốc độ: Máy ly tâm thường và máy ly tâm tốc độ cao.
Theo nhiệt độ: Máy ly tâm thường (không kiểm soát nhiệt độ) và máy ly tâm lạnh (có khả năng làm lạnh để bảo vệ mẫu).
Lực ly tâm tương đối (RCF) là gì và tại sao nó quan trọng?
Lực ly tâm tương đối (RCF - Relative Centrifugal Force), hay còn gọi là G-force, là lực tác động lên các mẫu trong quá trình ly tâm, được tính bằng bội số của lực hấp dẫn Trái Đất. RCF là yếu tố quyết định hiệu quả của việc phân tách và quan trọng hơn tốc độ quay (RPM) vì nó không phụ thuộc vào bán kính của rotor. Việc cài đặt đúng RCF đảm bảo quá trình ly tâm diễn ra chính xác và có thể lặp lại.
Máy ly tâm được ứng dụng trong những lĩnh vực nào?
Máy ly tâm có ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành:
- Y sinh: Tách các thành phần máu (huyết tương, hồng cầu, bạch cầu), phân tích DNA/RNA.
- Công nghệ sinh học: Thu hoạch tế bào, enzyme, vi khuẩn.
- Công nghiệp thực phẩm: Tách bơ khỏi sữa, làm trong nước ép trái cây, sản xuất tinh bột, dầu ăn.
- Hóa học và Môi trường: Phân tích và tách các hạt trong dung dịch, xử lý nước thải.
Cần lưu ý gì khi sử dụng máy ly tâm để đảm bảo an toàn?
Để đảm bảo an toàn, người dùng cần:
- Đặt máy trên một bề mặt phẳng, chắc chắn.
- Sắp xếp các ống nghiệm đối xứng và cân bằng về khối lượng trong rotor.
- Không mở nắp khi rotor đang quay.
- Không vận hành máy vượt quá tốc độ tối đa cho phép của rotor hoặc ống nghiệm.
- Vệ sinh và bảo dưỡng máy định kỳ.
Nơi mua máy ly tâm uy tín và chất lượng
Thịnh Phát Lab đang có các dòng sản phẩm máy ly tâm đến từ các thương hiệu uy tín trên toàn thế giới. Để có thể tìm hiểu các dòng sản phẩm liên quan bạn có thể xem thêm tại website thinhphatlab.com
- Hotline/Zalo: 0832986124
- Email: info@thpchem.com
- Website: http://thinhphatlab.com
Liên hệ ngay để được tư vấn và nhận báo giá cạnh tranh!
