Wyjaśniamy, czym jest wirowanie jako metoda rozdzielania mieszanin. Również rodzaje wirowania i kilka przykładów.
Co to jest wirowanie?
Wirowanie jest mechanizm separacji mieszanki(w szczególności te złożone z solidny Y płyny różnie gęstość) poprzez wystawienie na działanie siły wirującej o określonej intensywności.
Siła ta, znana jako siła odśrodkowa w Mechanika Newtona, jest fikcyjną siłą, która pojawia się, gdy ciało opisuje ruch obrót. Jego nazwa oznacza „uciekający od centrum”, gdyż oddala się od osi obrotu trajektorii ciała.
Siła odśrodkowa powoduje, że obiekty odsuwają się od środka podczas obracania. Na przykład: gdy rybak zakręca haczyk przed zarzuceniem go do morze, czyli siła, która popycha nas do siedzenia w obracających się atrakcjach parków rozrywki. To samo, w którym używa się wirówki lub aparatu zdolnego do generowania siły odśrodkowej, aby oddzielić mieszanki w laboratorium.
Wirowanie polega na popychaniu najgęstszych składników mieszaniny w kierunku punktu najbardziej oddalonego od osi obrotu i pozostawieniu najmniej gęstego w najbliższym punkcie. Jest technika jest w codziennym użyciu przez chemików, biologów i innych naukowców.
Przykłady wirowania
Wirowanie jest stosowane w wielu przypadkach badań naukowych, zwłaszcza podstawowych substancjimateriał organiczny. Poprzez wyspecjalizowane procesy wirowania substancji takich jak krew lubkomórki U ludzi osocze, koncentraty płytek krwi, organelle wewnątrzkomórkowe, a nawet DNA.
Innymi prostymi przykładami są pralka, która po wymieszaniu wykorzystuje siłę odśrodkową Woda, mydło i ubrania, wysusz je, usuwając wodę przez otwory w bębnie, dzięki sile odśrodkowej; lub maszynyprzemysł produkty mleczne ekstrahujące z mleka porcje tłuszczu, które musimy usunąć, aby uzyskać odtłuszczone mleko i wytworzyć serwatkę, śmietanę i inne produkty.
Rodzaje wirowania
Istnieją cztery rodzaje wirowania:
- Wirowanie różnicowe. Wykorzystaj różnicę w szybkości sedymentacji różnychmolekuły mieszanki. W ten sposób cząstki o podobnej gęstości osadzają się razem. Zwykle służy do rozdzielania składników mieszaniny i stanowi etap przygotowawczy do procesów rozdzielania cząsteczek.
- Wirowanie izopikniczne. Dodaje media o różnej gęstości do cząstek o tym samym współczynniku sedymentacji, dzięki czemu można je rozdzielić siłą odśrodkową.
- Wirowanie strefowe. Oddziela cząstki mieszaniny na podstawie ich różnicy w szybkości sedymentacji, a także ich masa, ponieważ mieszanina jest wcześniej umieszczana na wstępnie uformowanym gradiencie gęstości, działając jako „filtr” cząstek dzięki sile odśrodkowej.
- Ultrawirowanie. Monitorować Struktury za pomocą światła ultrafioletowego lub interferometrów, gdy osiadają, za pomocą systemów wirnikowych (stałych lub wahadłowych). Jest bardzo przydatny do badania struktur subkomórkowych.
Inne metody rozdzielania mieszanin
Filtrowanie to metoda pozwalająca na oddzielenie ciał stałych z mieszaniny.
Oprócz wirowania, mieszaniny można rozdzielać za pomocą procesów fizycznych lub chemicznych, takich jak:
- Odfiltrowane. Stosuje się siatkę lub materiał zatrzymujący, który umożliwia przepływ ciekłego rozpuszczalnika (na przykład wody), ale zatrzymuje obecne w nim większe ciała stałe (na przykład fusy z kawy).
- przesiewanie. Jest to technika podobna do filtrowania, ale pozwala na oddzielenie ciał stałych o różnych rozmiarach za pomocą sita, którego otwory umożliwiają przechodzenie niektórych ciał stałych i zatrzymywanie większych.
- Odparowanie selektywny. Aby oddzielić mieszaniny cieczy lub ciał stałych i cieczy, różnica w Temperatura wrzenia (lub temperatura topnienia, w przypadku ciał stałych), podgrzewanie mieszaniny do momentu odparowania cieczy (lub jednej z nich) i pozostawienie ciał stałych (lub cieczy o niższej temperaturze wrzenia) w pojemniku.
- Dekantacja. Za pomocą odpowiedniego pojemnika oddziela się mieszaninę płynów lub substancji stałej i płynnej, umożliwiając najpierw powaga przyciągnij najgęstsze składniki na dno pojemnika. Najmniej gęsty będzie na górze. Następnie najgęstszy składnik zostanie wydobyty przez otwarcie otworu w dnie.