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Zentrifugen

Die Zentrifugation

Zentrifugen erzeugen Fliehkräfte, die ein Vielfaches der Schwerkraft betragen.
Sie dienen hauptsächlich zur Separation suspendierter Partikel in Flüssigkeiten oder zur Trennung von Flüssigkeiten unter-schiedlicher Dichte. Durch Zentrifugation erfolgt die Sedimentation wesentlich schnel¬ler als unter dem Einfluss der natürlichen Schwerkraft.

Für die einzelnen Anwendungen stehen verschiedene Rotoren zur Verfügung.
In Laborzentrifugen verwendet man haupt¬sächlich
- Winkelrotoren und
- Ausschwingrotoren.
Beide Rotorarten haben ihre spezifischen Vorteile.

DER WINKELROTOR
Festwinkelrotoren kommen überwiegend bei hochtouriger Zentrifugation zum Einsatz. Durch den vergleichsweise geringen Luftwiderstand werden hohe Geschwindigkeiten erreicht. Die Schrägstellung der Röhrchen bewirkt eine Ver¬kürzung des Weges, den die zu sedimentieren- den Teilchen insgesamt zurücklegen müssen, was die Trennung zusätzlich beschleunigt.

DER AUSSCHWINGROTOR
Während der Zentrifugation schwingen die Gefäße in die horizontale Position. Das Sediment setzt sich dabei in der Mitte des Gefäßbodens ab, Phasengrenzen werden horizontal ausgebil¬det. Benötigt man hohe Kapazitäten im mittleren Drehzahlbereich, werden Ausschwingrotoren ein¬gesetzt. Die große Vielfalt an Zubehör ist ein wei¬teres Merkmal dieser Rotoren.

DIE BERECHNUNG DER ZENTRIFUGALKRAFT
Die Leistung einer Zentrifuge wird oft als maxi¬male Rotordrehzahl angegeben. Die Drehzahl gibt jedoch nur ungenaue Auskunft über die Kraft, die tatsächlich auf das Zentrifugiergut wirkt und die Trennung der Gemische herbeiführt. Diese Kraft bezeichnet man als relative Zentrifugal¬beschleunigung (RZB) oder Relative Centrifugal Force (RCF). Der einheitenfreie Zahlenwert gibt das Vielfache an, um das die Zentrifugalbeschleu¬nigung die Erdbeschleunigung „g“ übersteigt.
Zum Errechnen der RCF gilt die Formel:
RCF = (n/1000)2 x r x 11,18 n = Umdrehungen in min'1 (RPM) r = Radius in cm
Das bedeutet, eine Verdoppelung des Radius führt zu einer Verdoppelung der RCF, eine Verdoppelung der Drehzahl zu einer Vervierfachung der RCF.
Die Leistung von Zentrifugen sollte daher nur über den RCF-Wert verglichen werden.