การหมุนเหวี่ยง

เนื้อหา

• ประเภทของการหมุนเหวี่ยง
• ตัวอย่างการหมุนเหวี่ยง

การหมุนเหวี่ยง เป็นวิธีการแยกสารที่เป็นของแข็งออกจากของเหลวที่มีความหนาแน่นต่างกันในส่วนผสมตราบใดที่สารในอดีตไม่ละลายน้ำโดยใช้แรงหมุนหรือแรงเหวี่ยง

ในการทำเช่นนี้มักใช้เครื่องมือที่เรียกว่าเครื่องหมุนเหวี่ยงหรือเครื่องหมุนเหวี่ยงซึ่งจะหมุนส่วนผสมบนแกนคงที่และกำหนด

ตามชื่อของมัน (เครื่องหมุนเหวี่ยง: หนีออกจากจุดศูนย์กลาง) แรงนี้มีแนวโน้มที่จะดึงส่วนประกอบที่หนาแน่นที่สุดออกจากแกนหมุนโดยปล่อยให้ชิ้นส่วนที่มีความหนาแน่นน้อยอยู่ตรงกลาง มันตรงกันข้ามกับแรงสู่ศูนย์กลาง

• ดูเพิ่มเติม: โครมาโตกราฟี

ประเภทของการหมุนเหวี่ยง

• ดิฟเฟอเรนเชียล จากความแตกต่างของความหนาแน่นของสารจึงเป็นเทคนิคพื้นฐาน แต่ไม่แน่นอน
• ไอโซปิกนิกา. ตัวอย่างเช่นใช้เทคนิคนี้เพื่อแยกอนุภาคที่มีขนาดใกล้เคียงกัน แต่มีความหนาแน่นต่างกัน
• โซน ความแตกต่างของอัตราการตกตะกอนของสาร (เนื่องจากมวลที่แตกต่างกัน) ถูกใช้เพื่อแยกพวกมันในเวลาการหมุนเหวี่ยงที่กำหนด
• Ultracentrifugation. พลังของมันช่วยให้สามารถแยกโมเลกุลและสารใต้เซลล์ได้

ตัวอย่างการหมุนเหวี่ยง

1. เครื่องซักผ้า. อุปกรณ์นี้ใช้แรงเหวี่ยงเพื่อแยกเสื้อผ้า (ของแข็ง) ออกจากน้ำ (ของเหลว) โดยพิจารณาจากความหนาแน่น นั่นคือเหตุผลที่เสื้อผ้ามักจะเกือบแห้งเมื่อถอดจากด้านใน
2. อุตสาหกรรมนม. นมถูกปั่นแยกเพื่อแยกน้ำและปริมาณไขมันออกเนื่องจากนมที่ใช้ทำเนยหรือนมขาดมันเนยจากส่วนที่เหลือ
3. รถยนต์ในทางโค้ง เมื่อขับรถเร็ว ๆ ผ่านทางโค้งในถนนเรามักจะรู้สึกว่ามีแรงดึงเราออกจากถนนห่างจากแกนของโค้ง นั่นคือแรงเหวี่ยง
4. การได้รับเอนไซม์ ในอุตสาหกรรมการแพทย์และยามักใช้การหมุนเหวี่ยงเพื่อให้ได้เอนไซม์บางชนิดจากเซลล์เฉพาะที่ผลิต
5. การแยกดีเอ็นเอ การหมุนเหวี่ยงแบบ Isopycnic มักใช้ในห้องปฏิบัติการทางพันธุกรรมเพื่อแยกดีเอ็นเอของเซลล์และอนุญาตให้มีการศึกษาและจัดการเพิ่มเติม
6. อาหารสำหรับ celiacs เมื่อต้องแยกโปรตีนออกจากกลูเตนออกจากอาหารที่มีอยู่กระบวนการปั่นเหวี่ยงจึงมีความจำเป็น ดำเนินการโดยวางแป้งซึ่งมีปริมาณกลูเตนถึง 8% และลดลงต่ำกว่า 2% ในการหมุนเหวี่ยงแบบเลือกต่อเนื่อง
7. การตรวจเลือด เครื่องหมุนเหวี่ยงใช้เพื่อแยกองค์ประกอบของเลือดเช่นพลาสมาและองค์ประกอบอื่น ๆ ที่ผสมอยู่ทั่วไป
8. การเร่งการตกตะกอน ในอุตสาหกรรมอาหารต่างๆเช่นการต้มเบียร์หรือซีเรียลการหมุนเหวี่ยงช่วยเร่งกระบวนการตกตะกอนที่เกิดขึ้นเองตามแรงโน้มถ่วงช่วยลดเวลาในการรอวัตถุดิบ
9. ทำความสะอาดน้ำยาง ในอุตสาหกรรมน้ำยางข้นจำเป็นต้องทำความสะอาดสารซึ่งพื้นผิวมีแนวโน้มที่จะมีการเกาะติดของอนุภาคอื่น ๆ เป็นพิเศษและดำเนินการผ่านการหมุนเหวี่ยงเนื่องจากความหนาแน่นของสารต่ำ
10. การอบแห้งของแข็ง การประยุกต์ใช้เครื่องหมุนเหวี่ยงในทางอุตสาหกรรมอีกอย่างหนึ่งคือการทำให้ผลึกแห้งหรือวัสดุอื่น ๆ ที่มีการผลิตมาพร้อมกับน้ำ เมื่อมันหมุนน้ำจะแยกตัวออกจากของแข็งและถูกทิ้งทิ้งของแข็งที่ต้องการโดยไม่มีของเหลว
11. บำบัดน้ำเสีย การหมุนเหวี่ยงของน้ำเสียทำให้สามารถสกัดสารที่มีความหนาแน่นภายในออกมาได้ไม่เพียง แต่ของแข็งเท่านั้น แต่ยังรวมถึงน้ำมันไขมันและส่วนประกอบอื่น ๆ ที่ไม่ต้องการซึ่งเมื่อปั่นเหวี่ยงแล้วก็สามารถทิ้งได้
12. สวนสนุก. เครื่องเล่นในสวนสนุกหลายแห่งใช้แรงเหวี่ยงเพื่อสร้างเอฟเฟกต์สูญญากาศให้กับผู้ขับขี่ซึ่งหมุนอย่างรวดเร็วเกี่ยวกับแกนคงที่ติดแน่นกับเบาะเพื่อป้องกันไม่ให้โยนออกจากแกนหมุน
13. ผู้ขับขี่รถจักรยานยนต์ Pirouette มันเป็นความคลาสสิกของคณะละครสัตว์ที่ผู้ขับขี่มอเตอร์ไซค์ในทรงกลมที่สามารถขับรถผ่านหลังคาที่มีแรงโน้มถ่วงที่ท้าทายได้ สามารถทำสิ่งนี้ได้หลังจากทำการหมุนหลายครั้งบนแกนนอนเดียวกันสะสมความเร็วและส่งไปยังแรงเหวี่ยงที่เกาะติดอยู่ด้านในของทรงกลม ในที่สุดแรงนี้จะยิ่งใหญ่มากจนสามารถปรับแนวการเคลื่อนที่และต่อต้านแรงโน้มถ่วงได้
14. ความเอียงของรางรถไฟ ในการต่อต้านแรงเหวี่ยงรางรถไฟมักจะเอียงเข้าด้านในของเส้นโค้งโดยออกแรงต้านเพื่อไม่ให้ยอมจำนนต่อแรงที่ผลักออกไปด้านนอกและไม่ตกราง
15. การแปลภาคพื้นดิน สาเหตุที่แรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์ไม่ผลักดันให้เราพุ่งเข้าไปด้านในเป็นอันดับแรกก็เนื่องมาจากแรงเหวี่ยงที่เมื่อหมุนบนแกนของดวงอาทิตย์จะผลักมันออกไปด้านนอกต่อต้านและสร้างสมดุลของแรงดึงดูด

เทคนิคอื่น ๆ ในการแยกสารผสม

• การตกผลึก
• การกลั่น
• โครมาโทกราฟี
• Decantation
• การสะกดจิต