Samenvatting Centrifuge
Met behulp van centrifuge kunnen niet-opgeloste stoffen gemakkelijk gescheiden
worden van opgeloste stoffen waarbij de niet-opgeloste stoffen een pellet vormen
ten opzichte van de opgeloste stoffen die zich in het supernatant bevinden.
Er zijn verschillende types centrifuges, zo kan een
centrifuge werken met snelheden in rotations per
minute (RPM) en/of relative centrifugal force (RCF).
Aan de hand van een nomogram kan gekeken
worden naar de link tussen de arm van de
centrifuge, de waarde van RPM en de waarde RCF.
Een voorbeeld van een nomogram staat hier rechts
weergegeven. Voor het gebruiken van dit
nomogram wordt als voorbeeld gewerkt met een
radius van 80 mm en een snelheid van 2.000 rpm.
Door het tekenen van een lijn tussen deze twee waarden kan worden achterhaald
wat de waarde voor RCF bedraagt.
Naast het gebruik van een nomogram kan ook aan de hand van onderstaande
formule worden omgerekend tussen RCF en RPM;
2
RCF=1,12 ∙ r ∙(RP M :1000)
r =straal ∈mm gemeten van het midden van de rotor tot de bodem van de
bucket (incl. ronding)
Bij centrifugeren is er sprake van een grote hoeveelheid aan krachten die
aanwezig zijn. Om te beginnen is er altijd sprake van zwaartekracht. Deeltjes in
een oplossing hebben ook altijd een opwaartse kracht, tegengesteld aan de
zwaartekracht in staande positie. Voor de zwaartekracht en de opwaartse kracht
gelden de volgende formules;
F z =mdeeltje ∙ g
F upw=moplossing ∙ g
Over het algemeen geldt altijd dat de massa gelijk is aan het volume
vermenigvuldigd met de dichtheid, oftewel m=ρ ∙ V . Dit houdt dus in dat de
krachten afhankelijk zijn van de dichtheden van de vloeistof en het deeltje.
Wanneer ρdeeltje > ρvloeistof geldt zal Fnet naar beneden gericht zijn en zullen de
deeltjes naar de bodem zakken. Bij ρdeeltje = ρvloeistof is de netto kracht gelijk aan 0
en zal er dus geen beweging zijn. Een pellet bovenop het supernatant kan
worden gevormd wanneer ρdeeltje < ρvloeistof aangezien Fnet hier naar boven gericht
zal zijn.
Naast de zwaartekracht en de opwaartse kracht is er ook sprake van
wrijvingskracht. Deze kracht is afhankelijk van de grootte van het deeltje en de
viscositeit van de vloeistof en kan berekend worden aan de hand van de
volgende formule;
F f =f ∙ v met f =6 ∙ π ∙ η ∙r p
η=viscositeit coëfficiënt vloeistof
r p =straal deeltje
Met behulp van centrifuge kunnen niet-opgeloste stoffen gemakkelijk gescheiden
worden van opgeloste stoffen waarbij de niet-opgeloste stoffen een pellet vormen
ten opzichte van de opgeloste stoffen die zich in het supernatant bevinden.
Er zijn verschillende types centrifuges, zo kan een
centrifuge werken met snelheden in rotations per
minute (RPM) en/of relative centrifugal force (RCF).
Aan de hand van een nomogram kan gekeken
worden naar de link tussen de arm van de
centrifuge, de waarde van RPM en de waarde RCF.
Een voorbeeld van een nomogram staat hier rechts
weergegeven. Voor het gebruiken van dit
nomogram wordt als voorbeeld gewerkt met een
radius van 80 mm en een snelheid van 2.000 rpm.
Door het tekenen van een lijn tussen deze twee waarden kan worden achterhaald
wat de waarde voor RCF bedraagt.
Naast het gebruik van een nomogram kan ook aan de hand van onderstaande
formule worden omgerekend tussen RCF en RPM;
2
RCF=1,12 ∙ r ∙(RP M :1000)
r =straal ∈mm gemeten van het midden van de rotor tot de bodem van de
bucket (incl. ronding)
Bij centrifugeren is er sprake van een grote hoeveelheid aan krachten die
aanwezig zijn. Om te beginnen is er altijd sprake van zwaartekracht. Deeltjes in
een oplossing hebben ook altijd een opwaartse kracht, tegengesteld aan de
zwaartekracht in staande positie. Voor de zwaartekracht en de opwaartse kracht
gelden de volgende formules;
F z =mdeeltje ∙ g
F upw=moplossing ∙ g
Over het algemeen geldt altijd dat de massa gelijk is aan het volume
vermenigvuldigd met de dichtheid, oftewel m=ρ ∙ V . Dit houdt dus in dat de
krachten afhankelijk zijn van de dichtheden van de vloeistof en het deeltje.
Wanneer ρdeeltje > ρvloeistof geldt zal Fnet naar beneden gericht zijn en zullen de
deeltjes naar de bodem zakken. Bij ρdeeltje = ρvloeistof is de netto kracht gelijk aan 0
en zal er dus geen beweging zijn. Een pellet bovenop het supernatant kan
worden gevormd wanneer ρdeeltje < ρvloeistof aangezien Fnet hier naar boven gericht
zal zijn.
Naast de zwaartekracht en de opwaartse kracht is er ook sprake van
wrijvingskracht. Deze kracht is afhankelijk van de grootte van het deeltje en de
viscositeit van de vloeistof en kan berekend worden aan de hand van de
volgende formule;
F f =f ∙ v met f =6 ∙ π ∙ η ∙r p
η=viscositeit coëfficiënt vloeistof
r p =straal deeltje
