원심 분리 - 개념, 유형, 예제 및 특징

혼합물을 분리하는 방법으로 원심분리가 무엇인지 설명합니다. 또한 원심분리의 유형과 몇 가지 예도 나와 있습니다.

원심분리는 원심력을 이용하여 혼합물을 분리하는 방법이다.

원심분리란 무엇입니까?

원심분리 는 혼합물 (특히 밀도가 다른 고체 와 액체 로 구성된 혼합물 )을 특정 강도의 회전력에 노출시켜 분리하는 메커니즘 입니다 .

뉴턴 역학 에서 원심력으로 알려진 이 힘은 물체가 회전 운동 을 설명할 때 나타나는 가상의 힘입니다 . 몸의 궤적의 회전축에서 멀어지는 것으로부터 그 이름은 "중심에서 도망친다"는 뜻이다.

원심력으로 인해 물체는 회전하면서 중심에서 멀어지게 됩니다 . 예를 들어, 어부가 낚시바늘을 바다에 던지기 전에 회전시킬 때나 놀이 공원에서 회전하는 어트랙션의 좌석에 우리를 밀어 붙이는 힘이 있습니다. 실험실에서 혼합물을 분리하기 위해 원심분리기, 즉 원심력을 발생시킬 수 있는 장치에 사용되는 것과 동일합니다 .

원심분리는 혼합물의 가장 밀도가 높은 성분을 회전축에서 가장 먼 지점으로 밀고 밀도가 가장 낮은 성분을 가장 가까운 지점에 남겨 두는 방식으로 작동합니다. 이 기술은 화학자, 생물학자 및 기타 과학자들이 매일 사용합니다.

참조: 균일한 혼합물

원심분리의 예

원심분리를 통해 혈액의 다양한 성분을 분리할 수 있습니다.

원심분리는 수많은 과학적 연구 사례, 특히 유기물 의 기본 물질에 사용됩니다  . 혈액이나 인간 세포  ,  혈장, 혈소판 농축액, 세포 내 소기관 , 심지어 DNA 와 같은 물질의 특수 원심분리 과정을 통해  분리할 수 있습니다 .

다른 간단한 예로는  원심력을 사용하여 물 , 비누, 옷을 섞은 후 건조시키고 원심력 덕분에 드럼의 구멍을 통해 물을 제거하는 세탁기가 있습니다. 또는 탈지유를 얻고 유청, 크림 및 기타 제품을  제조하기 위해 제거해야 하는 지방 부분을 우유에서 추출하는 낙농 산업 기계  .

원심분리의 종류

원심분리에는 네 가지 유형이 있습니다.

• 차등 원심분리. 이는 혼합물에서 서로 다른 분자 의 침강 속도 차이를 이용합니다  . 따라서 비슷한 밀도의 입자가 서로 정착됩니다. 이는 일반적으로 혼합물의 구성 요소를 분리하는 데 사용되며 분자 분리 공정의 준비 단계를 구성합니다.

• 등밀도 원심분리. 동일한 침강계수를 공유하는 입자에 서로 다른 밀도의 매체를 추가하여 원심력을 사용하여 분리합니다.

• 구역 원심분리. 혼합물이 미리 형성된 밀도 구배 위에 배치되어 원심력 덕분에 입자에 대한 "여과기" 역할을 한다는 점을 고려하면 침전 속도의 차이와 질량을 기준으로 혼합물의 입자를 분리합니다 .

• 초원심분리. 로터 시스템(고정 또는 회전)을 사용하여 자외선이나 간섭계를 사용하여 구조물이 안정되는 과정을 모니터링합니다 . 세포 내 구조를 연구하는 데 매우 유용합니다.

기타 혼합물 분리 방법

여과는 혼합물에서 고체를 분리하는 방법입니다.

원심분리 외에도 혼합물은 다음과 같은 물리적 또는 화학적 공정으로 분리될 수 있습니다.

• 필터링됨 . 액체 용매(예: 물)는 통과시키지만 그 안에 존재하는 더 큰 고체(예: 커피 찌꺼기)는 유지하는 메쉬 또는 유지 물질이 사용됩니다.

• 체로 쳐진 . 이는 필터링과 유사한 기술이지만 구멍이 있는 특정 고체는 통과시키고 더 큰 고체는 유지하는 체를 사용하여 다양한 크기의 고체를 분리할 수 있습니다.

• 선택적 증발 . 액체 혼합물 또는 고체와 액체의 혼합물을 분리하려면 끓는점 (또는 고체의 경우 녹는점 )의 차이를 활용하여 액체(또는 그 중 하나)가 증발할 때까지 혼합물을 가열한 후 그대로 둘 수 있습니다. 용기에 고체(또는 끓는점이 낮은 액체)로 들어있습니다.

• 디캔테이션 . 적합한 용기를 사용하여 액체 또는 고체와 액체의 혼합물을 분리한 후 먼저 중력에 의해 밀도가 높은 성분을 용기 바닥으로 끌어당깁니다. 밀도가 가장 낮은 것이 맨 위에 올 것입니다. 그런 다음 바닥에 구멍을 열어 가장 밀도가 높은 구성 요소를 추출합니다.

계속 진행: 화학적 현탁액