การแยกแรงโน้มถ่วงคืออะไร?

การแยกแรงโน้มถ่วงเป็นวิธีการแยกสารแขวนลอยเป็นส่วนประกอบแต่ละส่วน มักใช้ในการตั้งค่าทางการแพทย์เพื่อแยกเซลล์เม็ดเลือดแดงจากพลาสมาและในอุตสาหกรรมโลหะเพื่อแยกอนุภาคของโลหะที่แตกต่างกัน การแยกที่มีประสิทธิภาพขึ้นอยู่กับความหนาแน่นและขนาดของอนุภาคที่แตกต่างกันและทำงานโดยการรวมแรงโน้มถ่วงกับความต้านทานต่อการเคลื่อนไหว ความเข้มข้นที่เสร็จแล้วนั้นเป็นอัตราส่วนของความแตกต่างระหว่างความหนาแน่นของอนุภาคที่หนักกว่าและของไหลต่อความแตกต่างระหว่างความหนาแน่นของอนุภาคที่มีน้ำหนักเบาและของไหล:

ความเข้มข้น = Dh - Df / Dl - Df

มีวิธีมากมายในการบรรลุถึงการแยกแรงโน้มถ่วงที่พบมากที่สุดคือการแยกแบบคงที่, การหมุนเหวี่ยงและการแยก สำหรับวิธีการทั้งหมดความสมดุลของน้ำที่เหมาะสมในช่วงล่างเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่ามีการแยกที่มีประสิทธิภาพและของเหลวจะต้องไม่เพรียวบางซึ่งจะเพิ่มความหนืดและขัดขวางการเคลื่อนไหวของอนุภาค สำหรับการแยกแรงโน้มถ่วงที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดขนาดของอนุภาคควรจะค่อนข้างใกล้กันโดยมีการคัดกรองอนุภาคขนาดเล็กหรือใหญ่มาก

วิธีการคงที่คือการแยกแรงโน้มถ่วงที่บริสุทธิ์และอาศัยเพียงแรงโน้มถ่วงเพื่อให้เกิดการแยก ระบบกันสะเทือนจะกระเพื่อมจากนั้นก็ไม่ถูกรบกวนอย่างสมบูรณ์ ในขณะที่ส่วนผสมตกตะกอนอนุภาคที่มีขนาดใหญ่และหนาแน่นจะเข้ามาพักก่อนและตกลงที่ด้านล่างของภาชนะ อนุภาคที่ใหญ่ที่สุดและหนาแน่นที่สุดถัดไปจะเกาะอยู่ด้านบนก่อตัวเป็นชั้นที่แตกต่างกัน กระบวนการนี้จะดำเนินต่อไปจนกระทั่งอนุภาคทั้งหมดจะถูกตกลงสู่ชั้นของพวกมันโดยมีอนุภาคที่เล็กและเบากว่าอยู่ด้านบน วิธีการแยกแรงโน้มถ่วงทั้งหมดทำงานในลักษณะนี้ แต่แตกต่างกันในกลไกที่ใช้เพื่ออำนวยความสะดวกในการแยกและเพิ่มความเร็วในกระบวนการ

การหมุนเหวี่ยงเป็นวิธีการแยกที่ใช้บ่อยที่สุดในการตั้งค่าทางการแพทย์ แต่บางครั้งก็ใช้ในการปฏิบัติการทางโลหะที่มีความเฉพาะเจาะจงมากขึ้นซึ่งมีขนาดเล็กและอนุภาคขนาดใหญ่ ในกรณีของเลือดตัวอย่างจะถูกฉีดเข้าไปในหลอดแก้วที่มียางและเมื่อจับตัวเป็นก้อนแล้วจะถูกวางลงในเครื่องหมุนเหวี่ยงที่มีความสมดุล เครื่องหมุนเหวี่ยงนั้นได้รับอนุญาตให้หมุนด้วยความเร็วสูงมากซึ่งจะสร้างแรงเหวี่ยงจากศูนย์กลางที่ผลักอนุภาคลงไปในของเหลวจนกว่าพวกมันจะรวมตัวกันเป็นมวลขนาดเล็กที่ด้านล่างของหลอด หลอดบางอันมีตัวแยกเจลที่หนักกว่าพลาสมา แต่เบากว่าเซลล์เม็ดเลือดและสร้างกำแพงเพื่อป้องกันไม่ให้ทั้งสองผสมกันอีกครั้งหลังจากการปั่นแยก

Jigging เป็นเทคนิคการแยกแรงโน้มถ่วงแบบเก่าที่มีประสิทธิภาพ แต่ยังคงประสิทธิภาพซึ่งสามารถแยกได้ถึง 150 ไมโครเมตร กลไกการ jigging ขั้นพื้นฐานส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการวางสารที่ต้องแยกออกจากกันบนเตียงของ“ ragging” เช่นลูกปืนในตู้น้ำ ชั้นที่ขรุขระนั้นวางอยู่บนแผ่นที่มีรูพรุนบนยอดห้องอื่นซึ่งส่งการดูดสลับและพัลส์ผ่านการหมุนไปด้านบน พัลส์สั่นสะเทือนไปมาทำให้เกิดช่องว่างสำหรับอนุภาคที่หนักกว่าจะตกลงมาและแรงดูดทำให้พวกมันไปรวมตัวกันที่ห้องด้านล่าง อนุภาคที่มีน้ำหนักเบาจะถูกชะล้างออกจากพื้นผิวโดยการไหลของน้ำอย่างต่อเนื่องเหนือสารที่เป็นปัญหาและรวบรวมไว้ในภาชนะที่แยกต่างหาก