Máy ly tâm

Máy ly tâm là gì?

Máy ly tâm (tên tiếng Anh: Centrifuge) là thiết bị sử dụng lực ly tâm để tách các phần tử có khối lượng riêng khác nhau trong một hỗn hợp.

Quá trình ly tâm tận dụng sự khác biệt về kích thước hạt và mật độ giữa pha lỏng và pha rắn, giúp phân tách các thành phần hiệu quả.

Lực ly tâm là gì?

Lực ly tâm là một lực quán tính xuất hiện trong hệ quy chiếu quay, trái ngược với hệ quy chiếu quán tính. Nó là phản lực của lực hướng tâm, giúp giữ vật cân bằng trong hệ quay.

Trong hệ quy chiếu quán tính, vật thể có xu hướng chuyển động thẳng đều theo định luật 1 Newton, nhưng trong hệ quay, chúng bị “đẩy” ra xa tâm quay, tạo ra lực ly tâm.

Ví dụ: Khi bạn cần xét nghiệm máu để kiểm tra nồng độ các chất trong cơ thể (như cholesterol, đường huyết), máu sẽ được cho vào một ống ly tâm và đặt vào máy ly tâm. Máy ly tâm này sẽ quay ống ở một tốc độ rất cao, có thể lên đến hàng nghìn vòng/phút. Khi đó, lực ly tâm sẽ “đẩy” các tế bào máu (như hồng cầu, bạch cầu) ra ngoài, tạo thành các lớp trong ống nghiệm. Lớp huyết tương (chứa các chất dinh dưỡng, hormone, các enzyme) sẽ nằm ở trên cùng, trong khi các tế bào máu sẽ lắng xuống dưới.

Cấu tạo của máy Ly tâm

Cấu tạo của máy ly tâm gồm bốn phần chính:

Phần quay:

Bao gồm động cơ tốc độ cao, rotor, adapter, và hệ thống giảm rung, giảm chấn động để đảm bảo lực ly tâm lớn và vận hành ổn định.

Phần điều khiển:

Mạch điều khiển (cơ bản hoặc PID) cho phép cài đặt tốc độ quay và thời gian ly tâm.

Thùng máy:

Buồng kín bảo vệ, đảm bảo quá trình ly tâm diễn ra an toàn và không bị ảnh hưởng bởi môi trường bên ngoài.

Hệ thống cảm biến:

Gồm cảm biến đóng cửa, cảm biến bất đối xứng, cảm biến quá tải, quá dòng, và cảm biến rotor, đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành.

Công dụng của máy Ly tâm

Y tế:

Tách các thành phần máu (hồng cầu, bạch cầu, tiểu cầu, huyết tương) để chẩn đoán và điều trị các bệnh như thiếu máu, ung thư máu, tiểu đường. Máy cũng hỗ trợ tách tế bào gốc, protein, và DNA cho nghiên cứu sinh học.

Hóa học:

Phân tách hỗn hợp lỏng-lỏng hoặc lỏng-rắn, tinh chế hóa chất, ly trích chất hoạt động bề mặt như xà phòng, dầu.

Công nghiệp:

Tách chất rắn từ chất lỏng trong sản xuất sữa, dầu ăn, rượu, nhiên liệu sinh học, xử lý nước thải, khai thác dầu mỏ, chế biến thực phẩm.

Nghiên cứu khoa học:

Phân tích mẫu, tạo hạt nano, chuẩn bị mẫu cho thí nghiệm trong sinh học, hóa học, dược phẩm.

Các ứng dụng khác:

Tách vi khuẩn, phân tử gây cháy.
Ly tâm trước khi lọc để tăng năng suất, giảm hao phí trong sản xuất nước quả, dầu thực vật.
Thu nhận sản phẩm như đường sacaroza, glucoza, mì chính, enzyme, hoặc chế phẩm sau kết tủa bằng cồn.
Tách sữa, bơ trong chế biến thực phẩm.

Ví dụ: Máy ly tâm huyết thanh tách huyết thanh từ máu trong 15 phút, hỗ trợ phân tích chỉ số sinh hóa như đường huyết, cholesterol.

Nguyên lý hoạt động của máy Ly tâm

Nguyên lý:

Máy ly tâm hoạt động dựa trên nguyên lý phân tách các hạt có khối lượng riêng khác nhau nhờ lực ly tâm.

Khi hỗn hợp quay cùng rotor, lực ly tâm đẩy các phần tử có khối lượng riêng lớn ra xa tâm rotor, trong khi phần tử nhẹ hơn tập trung gần tâm. Kết quả là các thành phần được phân lớp riêng biệt.

Lực ly tâm được tính bằng công thức:

Fc = -mΩ²/r

Trong đó:

Fc: Lực ly tâm (N)
m: Khối lượng của vật (kg)
Ω: Vận tốc góc (rad/s)
r: Bán kính đường tròn (m)

Tùy thuộc vào cấu tạo bề mặt rotor, quá trình ly tâm có thể là lắng ly tâm (phân tách dựa trên khối lượng riêng) hoặc lọc ly tâm (sử dụng lưới lọc để tách pha rắn).

Nguyên tắc sử dụng

Để đảm bảo hiệu quả và an toàn, cần tuân thủ:

Sử dụng ống ly tâm phù hợp với rotor.
Đặt ống đối xứng, cân bằng về thể tích và khối lượng. Nếu số ống lẻ, dùng nước hoặc ống rỗng để cân bằng.
Đậy nắp rotor trước khi vận hành.
Kiểm tra thông số tốc độ và thời gian trước khi khởi động.

Phân loại máy Ly tâm

Máy ly tâm được phân loại theo nhiều tiêu chí:

Theo quá trình phân ly

Máy ly tâm lắng: Phân tách dựa trên sự lắng của các hạt do lực ly tâm.
Máy ly tâm lọc: Sử dụng lưới lọc để tách pha rắn.

Theo phương thức làm việc

Gián đoạn: Ly tâm từng mẻ, dừng để lấy mẫu.
Liên tục: Hoạt động không ngừng, phù hợp cho sản xuất công nghiệp.
Tự động: Tự động hóa quá trình nạp và tháo mẫu.

Theo kết cấu tháo bã

Tháo bã bằng dao: Loại bỏ cặn bằng dao cơ học.

Tháo bã bằng vít xoắn: Sử dụng vít xoắn để đẩy bã ra.

Tháo bã bằng pít tông: Dùng pít tông để đẩy cặn.

Theo yếu tố phân ly

Máy ly tâm thường: Tốc độ trung bình, phù hợp cho các ứng dụng cơ bản.
Máy ly tâm siêu tốc: Tốc độ cao (lên đến hàng trăm nghìn rpm), tách phân tử nhỏ như protein, lipid.

Theo kết cấu trục và ổ đỡ

Máy ly tâm ba chân: Ổn định, phù hợp cho phòng thí nghiệm.
Máy ly tâm treo: Dùng trong công nghiệp với khối lượng lớn.

Các loại phổ biến trên thị trường

Máy ly tâm mini:

Nhỏ gọn, tốc độ tối đa 7000 rpm (VD: D1008 DLAB).

Máy ly tâm tốc độ cao:

Tốc độ lên đến 15000 rpm (VD: D3024 DLAB).

Máy ly tâm lạnh:

Nhiệt độ từ -20°C đến 40°C, bảo vệ mẫu nhạy cảm nhiệt.

Máy ly tâm đĩa:

Phù hợp cho PCR, microplate (VD: PCR 96 C2000-E Benchmark).

Máy ly tâm ống máu:

Tốc độ cao, tách máu nhanh (VD: DM1224 DLAB).

Máy ly tâm cố định:

Rotor góc cố định (45°), tốc độ 10.000–30.000 rpm.

Máy ly tâm xoay:

Rotor xoay ngang (90°), tốc độ 3.000–5.000 rpm.

Máy ly tâm đa năng:

Linh hoạt rotor, tốc độ cao và trung bình.

Cách Sử Dụng Máy Ly Tâm Trong Phòng Thí Nghiệm

Để sử dụng máy ly tâm an toàn và hiệu quả, thực hiện các bước sau:

Bước 1
ĐẶT MÁY

Đặt máy trên bề mặt cứng, bằng phẳng để tránh rung lắc khi
quay tốc độ cao.

Bước 2
CHỌN ROTOR

Sử dụng rotor phù hợp với ống mẫu và tốc độ yêu cầu.

Bước 3
CHUẨN BỊ MẪU

Đổ mẫu vào ống ly tâm khoảng ⅔ dung tích, đậy nắp chặt, đặt đối xứng và cân bằng trên rotor.

Bước 4
ĐÓNG NẮP

Đảm bảo nắp máy đóng chắc chắn (nghe tiếng tách).

Bước 5
CÀI ĐẶT THÔNG SỐ

Chọn tốc độ (RPM hoặc RCF) và thời gian (hoặc chế độ liên tục).

Bước 6
VẬN HÀNH

Bật máy, tăng tốc độ dần đến mức mong muốn, theo dõi quá trình.

Bước 7
KẾT THÚC

Chờ máy dừng hoàn toàn, lấy mẫu ra, tắt nguồn, và đậy nắp.

Bước 8
VỆ SINH

Lau sạch rotor và buồng ly tâm, mở nắp để máy khô ráo.

Ứng dụng cụ thể của máy Ly tâm

Y học

Tách huyết thanh, phân tích máu, nghiên cứu tế bào gốc, DNA.

VD như máy Ly tâm EBA 200 được phân phối bởi Lintech JSC

Hóa học

Tách phân tử nhỏ (protein, lipid) bằng máy ly tâm siêu tốc.

Công nghiệp

Xử lý nước thải, sản xuất thực phẩm, khai thác dầu mỏ.

Nông nghiệp và thực phẩm:

Tách tạp chất trong dầu ăn, tinh bột, sản xuất đường, mì chính.

Sinh học

Thu enzyme, chế phẩm sau kết tủa, tách vi khuẩn.

Nơi uy tín cung cấp máy Ly tâm chất lượng Châu âu

Lintech JSC tự hào là nhà cung cấp máy ly tâm chính hãng hàng đầu, mang đến loạt model từ mini tiện lợi đến đa năng vượt trội, phục vụ tối ưu cho phòng thí nghiệm, y tế và công nghiệp. Lý do bạn nên chọn chúng tôi:

Chất lượng đỉnh cao: Sản phẩm 100% chính hãng, nguồn gốc minh bạch.
Giá cả hợp lý: Cạnh tranh, phù hợp với mọi ngân sách.
Dịch vụ chuyên nghiệp: Đội ngũ kỹ thuật viên dày dạn kinh nghiệm, sẵn sàng hỗ trợ bảo trì, bảo dưỡng tận tâm.