เครื่องปั่นเหวี่ยงตกตะกอน

Last updated: 7 ก.ค. 2568  |  31 จำนวนผู้เข้าชม  | 

เครื่องปั่นเหวี่ยงตกตะกอน

เครื่องปั่นเหวี่ยงตกตะกอน

                เครื่องปั่นเหวี่ยง หรือที่เรียกกันอีกอย่างว่า Centrifuge ถือเป็น เครื่องมือแพทย์ ที่สำคัญอีกอย่างหนึ่ง ประโยชน์ ของ Centrifuge นี้ช่วยในการแยกอนุภาคออกจากกัน โดยอาศัยหลักการทางฟิสิกส์ในเรื่องความเฉื่อยของอนุภาค เมื่อในของผสมมือนุภาคหลาย ชนิดอยู่รวมกัน การแยกชนิดของอนุภาคต่าง ๆ ให้เป็นชนิดต่าง ๆ ที่ชัดเจน จะสามารถนําอนุภาคเหล่านั้นไปใช้งาน วิเคราะห์ผล หรือตรวจวัดทาง ด้านอื่นต่อได้อย่างเหมาะสม โดยรรรมชาติแล้วอนุภาคที่มีมวลต่างกันจะมีอัตราการเร็วในการตกตะกอนด้วยแรงนอนกัน (Sedimentation Force) ที่ แตกต่างกัน คุณสมบัติอื่นที่มีผลต่อแรงนี้ เช่น ขนาดอนุภาค ความหนาแน่น ความหนืดของสารละลาย รวมไปถึงแรงลอยตัวในของเหลวที่พยายาม ด้านการตกตะกอนของอนุภาคแต่ละอนุภาคไว้ด้วย ซึ่งปัจจัยที่กล่าวมานั้นล้วนแล้วแต่มีผลให้อนุภาคต่าง ๆ ตกตะกอนได้ในเวลาที่ต่างกันทั้งสิ้น แต่ใน ทางปฏิบัติจริงนั้นไม่ได้มีเวลาอย่างไร้จํากัด ความต้องการที่จะแยกอนุภาคของสารต่าง ๆ ให้ได้อย่างรวดเร็วจึงถูกแก้ไขด้วยการออกแบบเครื่องปั่น เหวี่ยงขึ้นมา

           เครื่องปั่นเหวี่ยง เป็น เครื่องมือแพทย์ที่จะใช้การหมุนรอบแกนหมุนด้วยความเร็วสูง โดยปกติจะระบุความเร็วในการหมุนเป็นหน่วยของ ความถี่ เช่น รอบต่อวินาที (Hz.) หรือรอบต่อนาที (RPM.) ลักษณะการหมุนจะใช้ส่วนของปากภาชนะไว้ใกล้กับแกนหมุน ในการหมุนนั้นจะมีผลให้ อนุภาคที่มีความเฉื่อยมากเคลื่อนตัวออกไปอยู่ทางกันภาชนะมากขึ้น ลักษณะจึงเหมือนกับว่าอนุภาคที่มีขนาดใหญ่กว่าถูกแรงให้ตกตะกอนได้เร็วขึ้น และที่สำคัญผลจากการหมุนเหวี่ยงด้วยความเร็วสูงเช่นนี้สามารถที่จะเอาชนะแรงลอยตัวในของเหลวที่เป็นสารละลายที่อนุภาคนั้นแขวนลอยอยู่ได้เป็น อย่างดีอีกด้วย แรงที่ทำให้ตะกอนขนาดใหญ่นี้ตกตะกอนนอนกันด้วยการเหวี่ยงเรียกว่าแรงหนีศูนย์กลาง (Centrifugal Force) ซึ่งเป็นที่มาของเครื่อง มือแพทย์ที่ชื่อเครื่องหมุนเหวี่ยงนี่เอง ค่าของแรงหนีศูนย์กลางนี้นิยมกำหนดเทียบกับแรงโน้มถ่วงโลก จึงจะสังเกตได้ว่าในคู่มือมักกำหนดค่าแรงเหวี่ยงนี้ ความว่าในการเร่งความเร็วด้วยอัตรานี้ทำให้เกิดสภาพเหมือนกับอนุภาคนั้นถูกแรงกระทำเท่ากับ ติดไว้ในรูปของ "ฐ" เช่น x800,000 g หมายความว่าในการเร่งความเร็วด้วย 800,000 เท่าของแรงโน้มถ่วงโลกนั่นเอง

ในการนำเครื่องมือแพทย์ไปใช้งานจริงนั้นสามารถนำไปใช้แยกตะกอนต่าง ๆ ออกจากของเหลวได้เพราะตะกอนมีขนาด และนํ้าหนัก มากกว่าของเหลวเมื่อปั่นเหวี่ยงแล้วจึงตกตะกอนนอนกันรวมกันอยู่จากนั้นจึงค่อยแยกตะกอนและของเหลวออกจากกันในภายหลัง แต่หากมีหลาย อนุภาคอยู่รวมกันจะต้องใช้ความละเอียดในการแยกมากขึ้น โดยอาจกำหนดเวลาที่เหมาะสมว่าในเวลาเท่าใดอนุภาคที่มีขนาดใหญ่ที่สุดจะถูกแยกออกไป ในขณะที่อนุภาคขนาดเล็กรองลงมาก็จะแยกไปรวมกันเป็นชั้น ๆ อย่างนี้เป็นต้น ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ เครื่องมือแพทย์ อย่างเครื่องปั่นเหวี่ยงสำหรับผู้ ที่ต้องการวิเคราะห์ข้อมูล คงต้องอาศัยคำปรึกษาจากผู้ชำนาญงานโดยตรง หรืออยากรู้จัก Centrifuge ให้มากขึ้น สามารถติดตามต่อได้ในครั้งถัด ไป

 

เครื่องหมุนเหวี่ยงตกตะกอน มีกี่แบบ ?

เครื่องหมุนเวียนตกตะกอน ช่วยสร้างแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางแยกอนุภาค แยกสาร โดยอาศัยความแตกต่างของความหนาแน่นภายใต้สนามแรงหนีศูนย์กลาง ทั้งนี้อนุภาคจะตกตะกอนในอัตราไม่เท่ากัน การปั่นแยกตะกอนอาจใช้เวลานานพอที่อนุภาคเล็กๆ จะนอนก้นทั้งหมด สำหรับเครื่องหมุนเวียนปั่นตกตะกอน แบ่งเป็น 2 แบบ ดังนี้

1.เครื่องหมุนเหวี่ยงตกตะกอน แบบความเร็วรอบต่ำ

เครื่องหมุนเหวี่ยงตกตะกอนความเร็วรอบต่ำ หรือ low speed centrifuge ส่วนใหญ่จะถูกใช้งานในในห้องปฏิบัติการ โดยจะมีความเร็วรอบไม่เกิน 6,000 รอบต่อนาที นิยมใช้เพื่อแยกสารประเภทเซรั่ม การผสมครีม น้ำยาทางด้านคลินิก รวมไปถึงการวิจัยปิโตรเลียม น้ำมันดิบ ฯลฯ เครื่องหมุนเวียนแบบความเร็วรอบต่ำยังแบ่งออกเป็น 2 รูปแบบหลักๆ ได้แก่

Clinical Centrifuge ใช้แยกยูเรีย ขนาดโรเตอร์ในการใช้งานมีตั้งแต่ 5 ml, 7 ml, 10 ml, 15 ml อีกรูปแบบหนึ่งคือ Multipurpose Centrifuge  ใช้แยกน้ำยาทางการแพทย์เซรั่ม ขนาดโรเตอร์ในการใช้งานมีตั้งแต่ 2 ml, 50 ml, 100 ml การปั่นเบี่ยงจะใช้หลักการเหวี่ยงโดยเลือกความเร็วให้ตรงกับขนาดโรเตอร์สามารถตั้งค่าแรง G เพื่อเหวี่ยงสารได้

2.เครื่องหมุนเหวี่ยงตกตะกอน แบบความเร็วรอบสูง

เครื่องหมุนเหวี่ยงตกตะกอนแบบความเร็วรอบสูง หรือ high speed centrifuge ปัจจุบันส่วนใหญ่จะใช้ในห้องปฏิบัติการ และมีความเร็วรอบไม่เกิน 28,000 รอบต่อนาที โดยทั่วไปจะใช้ในการปั่นแยกสารประเภทตัวอย่างที่เป็นเลือด การทดลองด้าน Bio-Chemisty ฯลฯ เครื่องหมุนเวียนตัวตะกอนแบบความเร็วรอบสูงนั้นแบ่งออกเป็น 2 รูปแบบหลักๆ ได้แก่

HEMATOCRIT CENTRIFUGE ใช้สำหรับแยกพลาสม่าออกจากเลือด โดยขนาดของโรเตอร์จะมีทั้งขนาด 1.5 ml และ 2 ml สามารถตกตะกอนได้รวดเร็วและใช้ระยะเวลาสั้น ส่วนรูปแบบที่ 2 คือ HIGH SPEED REFRIGERATED CENTRIFUGE ใช้กับเคมีพันธุกรรมที่ต้องควบคุมอุณหภูมิในหลอดทดลอง มีช่วงอุณหภู

 

 

การดูแลบำรุงรักษาเครื่องหมุนเหวี่ยงตกตะกอน (Centrifuge)

1. การทำความสะอาดเครื่องหมุนเหวี่ยงตกตะกอน รวมถึงเครื่องมือวัดทุกชนิด ต้องทำการดึงสายไฟเครื่องที่เสียบกับปลั๊กออกก่อนที่จะมีการทำความสะอาด และควรสวมถุงมือและชุดป้องกันร่างกายเสมอ

2. ห้ามทำการขัดหรือใช้สารละลายที่มีฤทธิ์กัดกร่อนในการทำความสะอาด ไม่ควรพ่นหรือใช้ของเหลวในการทำความสะอาดภายในเครื่องเพราะจะทำให้เกิดความเสียหายต่ออุปกรณ์อิเล็คทรอนิคส์ภายในได้

3. ใช้ผ้าชุบสารละลายฆ่าเชื้อที่ไม่มีฤทธิ์กัดกร่อน บีบผ้าให้แห้งหมาดๆ เช็ดทำความสะอาดฝาเครื่องและส่วนต่างๆ ของเครื่องจากนั้น ใช้กระดาษหรือผ้าแห้งเช็ดเครื่องให้แห้งอีกที

4. ควรถอด Adapter (ปลอกรองทำจากโลหะ) ออกมาทำความสะอาดด้วยอย่างน้อยเดือนละครั้งหรือทำตาม ระเบียบข้อปฏิบัติของทางห้องปฏิบัติการ โดยทำการจับที่ด้านบนของ Adapter แล้วดึงขึ้นมาตามความเอียงของมุมของหัวปั่น หลังจากทำความสะอาดแล้วต้องตรวจดูให้แน่ใจว่า Adapter นั้นแห้งสนิทก่อนนำ ใส่กลับ เข้าไปในหัวปั่น เพราะน้ำหรือของเหลวจะเข้าไปทำ ให้ตัวเครื่องเสียหายได้

 

 อุตสาหกรรมที่มักพบการใช้งานเครื่องหมุนเหวี่ยงตกตะกอนบ่อยๆ

1. อุตสาหกรรมการแพทย์

a. กระบวนการวิเคราะห์ทางเคมี แยกชั้นเลือด

b. กระบวนการวิเคราะห์ทางเคมี แยกชั้นไขมัน/เลือด

c. ตรวจปริมาตรเม็ดเลือดแดงอัดแน่น

2. อุตสาหกรรมยา

a. กระบวนการกลั่นยา

3. อุตสาหกรรมอาหาร

a. แยกน้ำตาลแล็กโทส (lactose) ออกจากโปรตีนเวย์ (whey protein)

b. การแยกผลึกน้ำตาลซูโครส (sucrose) ในกระบวนการผลิตน้ำตาลทราย

c. แยกน้ำมันและไขมัน (separation, degumming, clarification ของ fat and oil)

4. อุตสาหกรรมเครื่องดื่ม

a. การปรับมาตรฐานน้ำนม (standardization of milk)

b. การทำให้น้ำผลไม้ใส (clarification of fruit juice)

c. การทำให้ไวน์ใส (clarification of wine)

d. การแยกยีสต์ออกจากเบียร์ (removing yeast from beer)

e. การแยกกากออกในกระบวนการสกัดกาแฟและชา

5. หน่วยงานสิ่งแวดล้อมภายในอุตสาหกรรม

a. แยกน้ำมันในกระบวนการบำบัดน้ำเสีย (waste water treatment)

 

Powered by MakeWebEasy.com
เว็บไซต์นี้มีการใช้งานคุกกี้ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและประสบการณ์ที่ดีในการใช้งานเว็บไซต์ของท่าน ท่านสามารถอ่านรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่ นโยบายความเป็นส่วนตัว  และ  นโยบายคุกกี้