원심분리기(centrifugal separator)의 개발
원심분리기? 원심분리를 이용하여 액체 속의 고체입자를 분리하거나 서로 용해되지 않는 비중이 다른 액체상태를 분리할 때 사용되는 기계.
원심분리기의 원리 원심분리 : 원심력의 작용에 의해 성분이나 비중이 다른 물질을 분리 ·정제 ·농축 하는 일. 원심력 : 물체가 원운동을 하면 관성의 원리에 의해 원의 중심방향에서 원 바깥 방향으로 나가려는 힘. 원심력의 크기는 질량*반지름*각속도의 제곱이므로 각속도를 조절하면 원심력의 크기를 조절할 수 있다. 실제로 원심분리에 이용되는 힘을 계산할 때는 반지름과 각속도, 원심분리되는 대상물질의 질량 이외에 물질의 점도, 밀도, 반지름, 부력이 함께 계산된다.
원심분리기의 종류 ① 분리용 ： 원심침강기라고도 하며 비중의 차를 이용하여 미립자 ·콜로이드 등의 분리에 사용한다. 이 기계는 매분 5,000∼1만 회전의 고속회전을 하며 우유의 탈지, 혈장의 분리 등에 응용된다. ② 여과용 ： 원심여과기라고도 하며, 예로는 세탁기의 탈수기가 있다. 많은 작은 구멍이 있는 드럼 속에 젖은 의류를 넣어 고속회전시키면 원심력에 의하여 수분이 작은 구멍을 통해 바깥으로 튕겨져 나온다. 설탕 결정의 분리, 쥬스 등의 액체를 맑고 깨끗하게 하는 데 이용된다.
속도에 따른 원심분리기 1) 저속 원심분리기 (low-speed centrifuge) 탁상용 원심분리기라고도 불리우며 일반적으로 6,000 rpm이하의 속도를 낼수 있고 속도와 온도의 정밀한 조절이 어렵고 주로 세포나 핵 등과 같이 쉽게 침전되는 시료의 원심분리에 이용된다. 2) 고속 원심분리기 (high-speed centrifuge) 최고속도가 20,000-25,000 rpm으로 냉각장치를 갖추고 있으며 진공장치가 되어있는 것도 있다. 주로 세포, 핵, 세포내 소기관 등의 분리에 이용된다. 3) 초원심 분리기 (ultracentrifuge) 최고속도가 40,000-80,000 rpm으로 제조용 원심분리기와 분석용원심분리기가 있다. 냉각기와 진공장치를 갖추고 있고, 세포, 핵, 세포내 소기관, 세포막 구성성분, 라이보좀, 폴리좀, 거대분자 등을 분리할 수 있다.
초원심분리기 콜로이드액의 분자량 연구에서 발명됨. (스베드베리) 초원심분리기에서는 콜로이드액도 침전되었으며, 그 과정을 광학적으로 추적함으로써 시료 고분자의 분자량에 관한 지식을 얻을수 있었다. 이 장치는 나중에 미국의 빔스에 의해 아주 값싼 공기 터빈 초원심분리기로 발전되었고, 피켈스에 의해 전기작동 초원심분리기로 발전되었다.
원심분리기의 과학사적 의의 초원심분리기는 고분자화학, 콜로이드 화학, 분자생물학 등의 발전에 큰 영향을 미쳤고, 연구를 수행할 때 없어서는 안될 중요한 기구가 되었다. 이외에도 실험용, 의료용, 생산용, 폐수처리용, 우라늄농축용 등 여러가지 목적을 위해 사용된다.
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