원심 탈기 기계는 어떻게 작동하나요?

미세 입자를 함유한 현탁액이 정지해 있으면 중력장의 영향으로 부유 입자가 가라앉습니다. 입자가 무거울수록 더 빨리 가라앉는 반면, 액체보다 밀도가 낮은 입자는 뜨게 됩니다. 중력장 하에서 입자가 이동하는 속도는 입자의 크기, 모양 및 밀도와 관련이 있으며 중력장의 강도 및 액체 점도와도 관련됩니다. 직경이 수 미크론인 적혈구 크기의 입자가 일반 중력 하에서 침전되는 것을 관찰할 수 있습니다. 침강은 상대적이고 조건적이며 이동하려면 외부 힘이 필요합니다. 침전은 물체의 무게에 비례하며, 입자가 클수록 더 빨리 침전됩니다[4].

바이러스나 단백질 등 수 마이크론보다 작은 입자의 경우 용액 속에서 콜로이드 또는 반콜로이드 상태를 형성하며, 중력만으로는 침강 과정을 관찰하는 것이 불가능하다. 입자가 작을수록 정착 속도가 느려지고 확산 현상이 더욱 심각해지기 때문입니다. 따라서 이러한 입자가 확산을 극복하고 침전 운동을 일으키도록 강력한 원심력을 생성하는 원심분리기를 사용할 필요가 있습니다[4].

또한 물질이 매질에 침전될 때 확산이 발생합니다. 확산은 무조건적이고 절대적이다. 확산은 물질의 질량에 반비례합니다. 입자가 작을수록 확산이 더 심해집니다. 원심분리는 원심분리기 로터의 고속 회전으로 생성되는 강력한 원심력을 사용하여 액체 내 입자의 침전 속도를 가속화하고 시료 내 침전 계수와 부력 밀도가 다른 물질을 분리합니다. 원심력의 크기는 원심 로터의 각속도와 재료 입자와 스핀들 사이의 거리에 따라 달라집니다. 재료가 기계 내에서 고속으로 회전하면 원심력의 영향을 받아 벡터 방향을 따라 발생하는 비중 분리 운동과 재료 자체의 무게에 의해 발생하는 위쪽으로의 밀림에 의해 기포 등이 분리됩니다.