Wirkungsweise; Prinzip Der Zentrifugation; Anwendungsbereich - Sigma 1-16K Betriebsanleitung

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2.2

Wirkungsweise

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2.2.1

Prinzip der Zentrifugation

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Das
2.2.2

Anwendungsbereich

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Version 07/2012, Rev. 1.6 vom 28.08.2013 • sb
Originalbetriebsanleitung
Die Zentrifugation ist ein Verfahren zur Trennung von heterogenen
Stoffgemischen (Suspensionen, Emulsionen oder Gasgemischen) in seine
Komponenten. Das Stoffgemisch, das auf einer Kreisbahn rotiert, wird
hierbei der Zentripetalbeschleunigung ausgesetzt, die um ein Vielfaches
größer ist als die Erdbeschleunigung.
Zentrifugen nutzen die Massenträgheit in der Rotorkammer zur Stoff-
trennung. Partikel oder Medien mit höherer Dichte wandern aufgrund der
höheren Trägheit nach außen; dabei verdrängen sie die Bestandteile mit
niedrigerer Dichte, die hierdurch zur Mitte gelangen.
Die Zentripetalbeschleunigung eines Körpers in einer Zentrifuge als
Wirkung der Zentripetalkraft ist vom Abstand des Körpers von der
Drehachse und von der Winkelgeschwindigkeit abhängig, sie steigt linear
mit dem Abstand von der Drehachse und quadratisch mit der
Winkelgeschwindigkeit. Je größer der Radius der Rotorkammer und je
höher die Drehzahl, desto größer ist die Zentripetalbeschleunigung.
Allerdings vergrößern sich auch die auf den Rotor wirkenden Kräfte.
Je nach Anwendungsbereich der Zentrifuge und abhängig von der
Teilchengröße, dem Feststoffgehalt und dem Volumendurchsatz des zu
zentrifugierenden Stoffgemisches gibt es unterschiedliche Bauarten.
Das Spektrum der Anwendungsbereiche erstreckt sich vom Einsatz im
Haushalt als Salatschleuder oder Honigschleuder bis hin zu speziellen
technischen Anwendungen im klinischen und biologischen bzw.
biochemischen Bereich:
• Für viele klinisch-chemische Untersuchungen muss zelluläres Material
von der zu untersuchenden Flüssigkeit abgetrennt werden. Der normale
Sedimentationsvorgang wird hier durch den Einsatz von
Laborzentrifugen enorm verkürzt.
• In der metallverarbeitenden Industrie werden Zentrifugen zum Entölen
von Metallspänen genutzt. Molkereien setzen Zentrifugen ein, um damit
z.B. Kuhmilch in Sahne und fettreduzierte Milch zu trennen.
• Besonders große Zentrifugen kommen in der Zuckerindustrie zum
Einsatz. In ihnen wird der Sirup vom kristallinen Zucker getrennt.
• Die Ultrazentrifuge findet vor allem Anwendung in der Biologie und
Biochemie, um Partikel wie z.B. Viren zu isolieren. Sie ist eine für hohe
Geschwindigkeiten konzipierte Zentrifuge mit bis zu 500.000 U/min. Der
Rotor bewegt sich im Vakuum, um Luftreibung zu vermeiden.
2 Aufbau und Wirkungsweise
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