¿Qué es la centrifugación? ¿Para qué sirve el método? El término "centrifugación" significa la separación de partículas líquidas o sólidas de una sustancia en varias fracciones usando fuerzas centrífugas. Esta separación de sustancias se lleva a cabo mediante el uso de aparatos especiales: centrífugas. ¿Cuál es el principio del método?
Principio de centrifugación
Veamos la definición con más detalle. La centrifugación es el impacto sobre las sustancias mediante la rotación a ultra alta velocidad en un aparato especializado. La parte principal de cualquier centrífuga es el rotor, que contiene ranuras para instalar tubos de ensayo con material que se va a separar en fracciones separadas. Durante la rotación del rotor a altas velocidades, entra en juego la fuerza centrífuga. Las sustancias colocadas en tubos de ensayo se separan en diferentes sustancias según el nivel de densidad. Por ejemplo, la centrifugación de muestras de agua subterránea separa el líquido y precipita los sólidos que contiene.
Autormétodo
Por primera vez se supo qué es la centrifugación, después de los experimentos realizados por el científico A. F. Lebedev. El método fue desarrollado por un investigador para determinar la composición del agua del suelo. Anteriormente, se utilizaba para este fin la sedimentación líquida seguida de la separación de muestras sólidas. El desarrollo del método de centrifugación hizo posible hacer frente a esta tarea mucho más rápido. Gracias a esta separación, fue posible extraer la fracción sólida de las sustancias del líquido en forma seca en cuestión de minutos.
Pasos de centrifugado
La centrifugación diferencial comienza con la sedimentación de las sustancias que se van a investigar. Tal procesamiento del material tiene lugar en tanques de sedimentación. Durante la sedimentación, las partículas de materia se separan bajo la influencia de la gravedad. Esto permite preparar las sustancias para una mejor separación utilizando fuerzas centrífugas.
Además, las sustancias en los tubos de ensayo se filtran. En esta etapa se utilizan los llamados tambores perforados, que están diseñados para separar las partículas líquidas de las sólidas. En el transcurso de las actividades presentadas, todo el sedimento queda en las paredes de la centrífuga.
Beneficios del método
En comparación con otros métodos para separar sustancias individuales, como la filtración o la sedimentación, la centrifugación permite obtener un precipitado con un contenido mínimo de humedad. El uso de este método de separación permite separar suspensiones finamente dispersas. El resultado esobteniendo partículas con un tamaño de 5-10 micras. Otra ventaja importante de la centrifugación es la posibilidad de su implementación utilizando equipos de pequeños volúmenes y dimensiones. El único inconveniente del método es el alto consumo de energía de los dispositivos.
Centrifugación en biología
En biología, la separación de sustancias en sustancias separadas se usa cuando es necesario preparar preparaciones para examinarlas al microscopio. La centrifugación aquí se lleva a cabo en dispositivos complejos: citorotores. Dichos dispositivos, además de las ranuras para tubos de ensayo, están equipados con portamuestras, todo tipo de portaobjetos de vidrio de diseño complejo. La calidad de los materiales obtenidos y, en consecuencia, la cantidad de información útil que se puede obtener de los resultados del análisis depende directamente del diseño de la centrífuga cuando se realiza una investigación en biología.
Centrifugación en la industria de refinación de petróleo
El método de centrifugación es indispensable en la producción de aceite. Hay fósiles de hidrocarburos de los que el agua no se libera completamente durante la destilación. La centrifugación permite eliminar el exceso de líquido de la composición del aceite, aumentando su calidad. En este caso, el aceite se disuelve en benceno, luego se calienta a 60 °oC y luego se somete a fuerza centrífuga. Finalmente, mida la cantidad de agua restante en la sustancia y, si es necesario, repita el procedimiento.
Centrifugación de sangre
Este método es ampliamente utilizado parametas. En medicina, te permite resolver la siguiente cantidad de problemas:
- Obtención de muestras de sangre purificada para plasmaféresis. Para estos fines, las células sanguíneas se separan de su plasma en una centrífuga. La operación permite eliminar de la sangre virus, exceso de anticuerpos, bacterias patógenas, toxinas.
- Preparando sangre para una transfusión de donante. Después de separar el líquido corporal en fracciones separadas mediante centrifugación, las células sanguíneas se devuelven al donante y el plasma se utiliza para transfusiones o se congela para su uso posterior.
- Aislamiento de masa plaquetaria. La sustancia se obtiene a partir de plasma sanguíneo enriquecido con plaquetas. La masa resultante se usa en departamentos quirúrgicos y hematológicos de instituciones médicas, en terapia de emergencia, quirófanos. El uso de la masa plaquetaria en medicina permite mejorar la coagulación de la sangre en las víctimas.
- Síntesis de masa eritrocitaria. La centrifugación de las células sanguíneas se produce mediante una delicada separación de sus fracciones según una técnica especial. La masa terminada, rica en eritrocitos, se utiliza para transfusiones en caso de pérdida de sangre, operaciones. La masa de eritrocitos se utiliza a menudo para tratar la anemia y otras enfermedades sistémicas de la sangre.
En la práctica médica moderna, se utilizan muchos dispositivos de nueva generación que permiten acelerar un tambor giratorio a una velocidad determinada y detenerlo en un momento determinado. Esto le permite separar con mayor precisión la sangre en glóbulos rojos, plaquetas, plasma, suero ycoágulos. Otros fluidos corporales se examinan de manera similar, en particular, se separan las sustancias en la composición de la orina.
Centrífugas: tipos principales
Descubrimos qué es la centrifugación. Ahora averigüemos qué dispositivos se utilizan para implementar el método. Las centrífugas son cerradas o abiertas, con accionamiento mecánico o manual. La parte principal de trabajo de los dispositivos abiertos manuales es un eje giratorio ubicado verticalmente. En su parte superior, se fija perpendicularmente una barra, donde se ubican manguitos metálicos móviles. Contienen tubos de ensayo especiales, estrechados en la parte inferior. Se coloca algodón en la parte inferior de las mangas, lo que permite evitar daños en el tubo de ensayo de vidrio en contacto con el metal. A continuación, el aparato se pone en marcha. Después de algún tiempo, el líquido se separa de los sólidos en suspensión. Después de eso, la centrífuga manual se detiene. Un precipitado sólido y denso se concentra en el fondo de los tubos de ensayo. Encima está la parte líquida de la sustancia.
Las centrífugas mecánicas de tipo cerrado tienen una gran cantidad de fundas para alojar tubos de ensayo. Dichos dispositivos son más convenientes que los manuales. Sus rotores son impulsados por potentes motores eléctricos y son capaces de acelerar hasta 3000 rpm. Esto permite realizar una mejor separación de las sustancias líquidas de las sólidas.
Características de la preparación de tubos durante la centrifugación
Tubos que se utilizan paracentrifugación, debe llenarse con material de prueba de masa idéntica. Por lo tanto, aquí se utilizan escalas especiales de alta precisión para las mediciones. Cuando se requiere equilibrar múltiples tubos en una centrífuga, se utiliza la siguiente técnica. Después de pesar un par de recipientes de vidrio y lograr la misma masa, se deja uno de ellos como patrón. Los tubos posteriores se equilibran con esta muestra antes de colocarlos en el aparato. Esta técnica acelera significativamente el trabajo si es necesario preparar toda una serie de tubos para la centrifugación.
Vale la pena señalar que nunca se coloca demasiada sustancia de prueba en los tubos de ensayo. Los recipientes de vidrio se llenan de tal manera que la distancia al borde sea de al menos 10 mm. De lo contrario, la sustancia se derramará del tubo de ensayo bajo la influencia de la fuerza centrífuga.
Supercentrífugas
Para separar los componentes de suspensiones extremadamente finas, las centrífugas manuales o mecánicas convencionales no son suficientes. En este caso, se requiere un efecto más impresionante sobre las sustancias de las fuerzas centrífugas. Las supercentrífugas se utilizan en la implementación de tales procesos.
Los dispositivos del plan presentado están equipados con un tambor ciego en forma de tubo de pequeño diámetro, no más de 240 mm. La longitud de dicho tambor excede significativamente su sección transversal, lo que permite aumentar significativamente el número de revoluciones y crear una poderosa fuerza centrífuga.
En la supercentrífuga, la sustancia de prueba ingresa al tambor, se mueve a lo largo del tubo y golpea reflectores especiales que se desechanmaterial en las paredes del dispositivo. También existen cámaras diseñadas para la extracción separada de líquidos ligeros y pesados.
Los beneficios de la supercentrífuga incluyen:
- estanqueidad absoluta;
- tasa de separación más alta;
- tamaño compacto;
- posibilidad de separar sustancias a nivel molecular.
Para cerrar
Así descubrimos qué es la centrifugación. En la actualidad, el método encuentra su aplicación cuando es necesario aislar sedimentos de soluciones, purificar líquidos y separar componentes de sustancias químicas y biológicamente activas. Las ultracentrífugas se utilizan para separar sustancias a nivel molecular. El método de centrifugación se utiliza activamente en las industrias química, petrolera, nuclear, alimentaria, así como en la medicina.
