真空离心机的应用

  常规离心机中，转子在空气或大气压下在空气中旋转。 旋转的转子上的气体摩擦以相对较高的速度增加，因此驱动转子所需的功率也迅速增加。 结果，转子的温度急剧上升，有时超过水的沸点。 当靠近外围的转子表面运动快于靠近轴线的运动时，沿着转子的半径沿圆周形成穿过转子壁的热梯度或温度变化，而温度高于轴线。 这些小的径向温度梯度会在离心机内产生对流，而这些对流会引起再混合并干扰沉降。
 
  通过使转子在真空室内旋转，可以避免由于空气阻力而在离心机内引起的热量积聚和对流问题。 空气阻力的消除还使得在相对较少的能量消耗下实现高转速成为可能。 许多真空型离心机都是超速离心机。 即它们以每分钟约20,000转以上的速度运行。早期真空型超速离心机, 位于真空室内的离心机转子通过垂直的小直径柔性钢轴连接到空气支撑的气动涡轮机上。
 
  典型的真空型超速离心机的转子直径为18厘米（7英寸），并在超过300,000克的离心场中输送300毫升（10盎司）的液体。 在这种类型的瓶式离心机中，几乎在医学和生物学中很重要的物质，以及其他分子量为50道尔顿（1道尔顿为1.66×10-24克）的物质都可以轻松纯化。 真空型超速离心机的转子可以替换成扇形的单元格和透明的窗口，从而可以用光学方法测量和记录沉淀过程。 该方法起初由T. Svedberg和J.B. Nichols在1923年使用，此后被广泛应用于确定许多亚微观颗粒，特别是蛋白质分子和病毒的沉降速率和大小。
 
  真空离心机可用于确定溶液中几乎物质的分子量。 在现代的商用真空型离心机中，气动和驱动装置已被更高效，更方便的电动机驱动装置所取代，整个机器已经过重新设计，几乎可以自动运行。 当前的商业真空型超速离心机已经成为实验室中的工具，在实验室中必须纯化在生物化学，生物物理学，生物学，医学和制药工业中重要的物质。
 
  真空离心机的另一个重要用途是气体分离。当气体受到离心力作用时，会马上建立径向压力梯度。因此，可以在离心机中分离分子量不同的任何两种气体的混合物，将较轻的气体集中在轴上。 1919年，在指出应该可以通过离心分离元素的同位素之后，人们进行了许多尝试以实现分离，但均未成功，这可能是由于离心机中的对流和再混合所致。 1937年，用真空型超速离心机分离了氯的同位素。使用蒸发离心法，其中将待分离的物料送入转子，并在转子静止的情况下冷凝在外围。然后，将转子驱动至工作速度，将较轻的物料通过空心轴抽出，同时将较重的物料保留在离心机中，以便稍后收集。用于气体分离的离心机应尽快旋转，并应尽可能长。离心法适用于重同位素和轻同位素的分离，因为它取决于质量的差异而不是其jue对值。