Đang tải... (xem toàn văn)
máy đo ly tâm
Nhóm 17-Máy Ly Tâm ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN BÁO CÁO GIỮA KỲ THIẾT BỊ ĐO Y SINH VÀ MÔI TRƯỜNG Đề Tài:”Máy Đo Ly Tâm” Nhóm Sinh Viên 17: Ngô Văn Đức: 20090793 Hoàng Văn Nam: 20091822 Đinh Quốc Chính: 20090314 MỤC LỤC 1 | P a g e 1 Nhóm 17-Máy Ly Tâm Trang PHẦN I.ĐẠI CƯƠNG VỀ LY TÂM………………………………………………3 1. Giới thiệu chung……………………………………………………… ……3 2. Lực ly tâm và lực ly tâm tương đối…………………………………………4 3. Hệ số lắng…………………………………………………………………… 8 PHẦN II.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY LY TÂM……………………….….10 1. Phân loại và tính năng tác dụng của máy li tâm……………………… 10 2. Yêu cầu chất lượng……………………………………………………….13 3. Lắp đặt bảo dưỡng máy li tâm……………………………………………14 4. Cấu tạo máy li tâm……………………………………………………… 15 5. Lắp đặt bảo dưỡng máy li tâm………………………………… ……… 21 6. Quy trình vận hành……………………………………………………… 23 Tài Liệu Tham Khảo………………………………………………………… …26 PHẦN I.ĐẠI CƯƠNG VỀ LY TÂM 1. Giới thiệu chung 2 | P a g e 2 Nhóm 17-Máy Ly Tâm Ly tâm là một quá trình được sử dụng để tách hoặc cô đặc các vật liệu lơ lửng trong môi trường chất lỏng. Cơ sở lý thuyết của công nghệ này là do ảnh hưởng của trọng lực lên các phần tử (bao gồm các phân tử lớn) lơ lửng trong chất lỏng. Hai phần tử có khối lượng khác nhau sẽ lắng trong một ống ở những tốc độ khác nhau tương đương với trọng lượng. Lực ly tâm được sử dụng để tăng tốc độ lắng này trong một thiết bị được gọi là một quá trình ly tâm. Hay nó cách khác, ly tâm là một quá trình tách dựa trên kích thước các hạt và mật độ khác nhau giữa pha lỏng và pha rắn. Máy ly tâm là thiết bị sử dụng trong các lĩnh vực khoa học và kỹ thuật khác nhau, nó quay xung quanh một cái ống (ống ly tâm) ở tốc độ quay lớn và lực ly tâm cao. Lực ly tâm tạo ra là tỷ lệ đối với tốc độ quay của roto (rpm) và khoảng cách giữa tâm của roto và ống ly tâm. Bởi vậy, một quá trình ly tâm có thể sử dụng nhiều kích cỡ roto để tạo ra độ linh động trong việc lựa chọn các điều kiện của máy ly tâm. Mỗi máy ly tâm có một đồ thị đặc trưng hoặc một bảng thể hiện mỗi quan hệ giữa tốc độ quay và lực ly tâm tương ứng với mỗi loại roto nó được chấp nhận. Đặc biệt, vật liệu ly tâm là được đặt vào một ống ly tâm sau đó được đặt vào roto. Roto được làm bằng kim loại và nó làm mất nhiệt nhanh. Máy ly tâm làm việc trong môi trường chân không và được làm lạnh để giảm lượng nhiệt tạo ra bởi lực ma sát như là quay roto. Các roto luôn luôn được giữ trong môi trường lạnh để giữ chúng bằng hoặc gần với nhiệt độ hoạt động. Do máy ly tâm thích hợp với tất cả hình dạng, kích thước và các loại roto khác nhau, đơn vị thông dụng và có thể vận chuyển của máy ly tâm là lực ly tâm. Trong phòng thí nghiệm chúng ta nên thông báo lực ly tâm đã sử dụng do nó là đơn vị có thể di chuyển giữa các loại ly tâm khác nhau. 2. Lực ly tâm và lực ly tâm tương đối 3 | P a g e 3 o Fht Flt Nhóm 17-Máy Ly Tâm 2.1. Lực ly tâm Một vật chuyển động tròn với vận tốc góc ω chịu tác dụng của: 1 lực hướng tâm F ht = mω 2 r và 1 lực trực đối gọi là lực ly tâm (F lt ) có cùng điểm đặt, cùng phương, cùng độ lớn, ngược chiều. rFF ltht 2 ω == (F: cường độ lực ly tâm; r: bán kính quay; m: khối lượng của vật; ω: vận tốc góc) 2.1. Lực ly tâm tương đối Ngoài lực hướng tâm, vật còn chịu tác dụng lực hút của trái đất P . Tổng hợp lực ta có lực hướng tâm thực tế. Do vậy, trực đối có lực ly tâm thực tế, gọi là lực ly tâm tương đối: 8,98,9 2 rm F RCF lt × == ϖ Hiệu ứng ly tâm được ứng dụng trong các máy ly tâm. Hiệu ứng ly tâm xảy ra khi vật chuyển động tròn tới một vân tốc lớn mà lực liên kết không đủ giữ cho vật chuyển động trên quĩ đạo tròn, nên vật bị văng ra xa tâm theo phương tiếp tuyến với quĩ đạo, với vân tốc có trước khi mất liên kết. Các thông số liên quan tới lực ly tâm tương đối (Relative Centrifugal Force - RCF): 2 )( )/( 2 2 )( 2 )( )/( 2 1000 18,11 98060 )2( 9808,9 cm pv cmcm srad lt rnrnr F RCF × ×= × × = × == πω Xét công thức tính RCF ta thấy có 2 thông số liên quan: 4 | P a g e 4 Nhóm 17-Máy Ly Tâm Vận tốc góc ω (hoặc vận tốc dài n). Bán kính quĩ đạo quay r. Thông số ω hay n biểu diễn tốc độ của động cơ, r biểu diễn bán kính của rotor trong máy ly tâm. Giả sử máy ly tâm quay với tốc độ 12.000 rpm (vòng/phút) ta có thể tính lực ly tâm tương đối trong ống ly tâm: RCF miệng ống=11,18 x 2 2 1000 )000.12( x r min = 11,18 x 12 x 4,8 = 7.734 RCF ở đáy ống là =11,18 x 2 2 1000 )000.12( x r max = 11,18 x 12 x 8 = 12.891 Qua tính toán ta thấy lực ly tâm tương đối ở miệng và đáy ống ly tâm khác nhau gần gấp đôi. Để tiện tính toán, ta có thể tính giá trị trung bình của lực ly tâm tương đối ở ống ly tâm là trị số trung bình của lực ly tâm tương đối ở miệng ống và đáy ống. Trên thực tế do các chất khác nhau nên lực ly tâm tác dụng vào một chất nhất định sẽ được tính theo công thức : RCF (xg) = 11,18 x (Tốc độ N/rpm) 2 x r x g 1000 2 g: là trọng lượng riêng của một chất nhất định . 5 | P a g e 5 Nhóm 17-Máy Ly Tâm Như vậy là chất nào có trọng lượng riêng càng lớn sẽ chịu một lực lý tâm càng lớn và chất đó bị văng ra xa hơn các chất khác. Chính điều này ta có khả năng tách được các thành phần trong máu, cũng như lắng cặn trong nước tiểu. Hình 1.1: RCF tỷ lệ với r và v 2 6 | P a g e 6 Nhóm 17-Máy Ly Tâm 2.3. Phương pháp xác định nhanh RCF bằng thước đo Bảng xác định RCF bằng thước đo 7 | P a g e 7 Nhóm 17-Máy Ly Tâm Hướng dẫn Sử dụng thước đo bằng tay: Để tìm quan hệ giữa lực ly tâm tại bán kính quay (cm) và tốc độ quay là (vòng/phút), đặt cạnh thước tại điểm A (10cm) của thang đo bán kính quay (Rotating Radius ScaIe) thẳng với điểm B (3000 v/ph) của thang đo tốc độ quay (Speed Scale). Đọc kết quả tại điểm Gắt C (1000 X g) của thang do lực ly tâm tương đối (Relative Centrifugal Force). 3. Hệ số lắng Như chúng ta đã biết các phân tử (molecules) hoặc phân tử (particles) khi quay xung quanh một trục thì chịu một lực ly tâm F. Dưới ảnh hưởng của lực này chúng sẽ bị lắng về phía đáy của ống ly tâm với một tốc độ là v. v = r f PP dt dr mp 2 )( ω φ − = . Trong đó: v: vận tốc lắng (cm/sec) r: Khoảng cách từ trục đến phần tử hoặc phần tử lắng (cm). φ: Thể tích của phân tử (cm 3 ) Pp: Tỷ trọng của phân tử (g/cm 3 ) Pm: Tỷ trọng của môi trường (g/m 3 ) f: Hệ số ma sát Phổ biến hiện nay người ta sử dụng hệ số lắng do ông Svedberg đưa ra Hệ số lắng của Svedberg: Trong đó: : Khối lượng phân tử M = mx : Khối lượng cụ thể của từng phân tử : Số Avogadro S: Hệ số lắng. 1S = 1e-13 sec : Mật độ chất 8 | P a g e 8 Nhóm 17-Máy Ly Tâm Vì nhiều phân tử có ý nghĩa sinh học có các hệ số lắng hơn 10 -13 nên con số 10 -13 được xác định như một đơn vị Svedberg (S) Hệ số ma sát của một phân tử phụ thuộc vào kích thước, hình dáng của nó và vào độ nhớt (Vscosily) của môi trường mà nó đang lắng. Từ những phát hiện này có thể thấy rằng tỷ lệ lắng được tăng lên bởi kích thước, hình dáng và tỷ trọng của môi trường trong đó chúng đang chuyển động. Bảng cho dưới đây để làm ví dụ khi cần tách một số chất trong máu ở những tốc độ và thời gian khác nhau. Chất cần tách Nhiệt độ ( 0 C) Thời gian (Phút) Tốc độ (rpm) Hồng cầu 20 0 C 20’ 2.000 - 15’ 2.500 Hồng cầu rữa 4 0 20’ 2.000 - 15’ 2.500 Huyết tương giàu tiểu cầu 20 0 10’ 2.000 - 6’ 2.500 - 4’ 3.000 Túi huyết tương đã tan chống hoàn toàn 2 0 20’ 2.000 - 15’ 2.500 - 10’ 3.000 PHẦN II.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY LY TÂM 1. Phân loại và tính năng tác dụng của máy li tâm 1.1. Tính năng, tác dụng 9 | P a g e 9 Nhóm 17-Máy Ly Tâm Máy ly tâm được sử dụng trong các ngành KH, trong đời sống hàng ngày. Đặc biệt trong ngành y tế, được sử dụng trong các phòng xét nghiệm để tách, phân tích các tế bào, bào quan, máu, nước tiểu, Protein, DNA, Ví dụ: Dùng phương pháp ly tâm phân tích các thành phần của nước tiểu như hồng cầu, bạch cầu, trụ cầu để chẩn đoán bệnh nhân có bị viêm hay không viêm đường tiết niệu. 1.2. Phân loại máy ly tâm Có nhiều cách để phân loại các kiểu ly tâm khác nhau. Trong thực tế máy ly tâm được phân loại như sau: Theo yếu tố phân ly gồm: Máy ly tâm thường dùng để phân ly huyền phù có nồng độ khác nhau (trừ huyền phù mịn). Máy ly tâm tốc độ cao dùng để phân ly huyền phù mịn và dung dịch keo. Theo công dụng của máy ly tâm Máy ly tâm dùng để lọc các huyền phù mà pha phân tán gồm các hạt tinh thể hoặc để tách nước của các vật liệu rắn ngậm nước. Máy lắng ly tâm dùng để phân riêng huyền phù khó lọc hoặc để lắng trong huyền phù có nồng độ thấp. Máy lắng ly tâm dùng để phân riêng huyền phù khó lọc hoặc để lắng trong huyền phù có nhiệt độ thấp. Máy phân ly dùng để phân riêng nhũ tương. Theo cấu tạo chỗ tựa của máy ly tâm gồm: kiểu đứng và kiểu treo. Theo vị trí của trục ly tâm có loại: Loại nằm ngang, loại nằm nghiêng và loại thẳng đứng. Theo phương pháp tháo bã gồm các loại: tháo bã bằng tay, bằng vít tải, bằng dao cạo, bằng thanh gạt hoặc thủy lực. Theo phương thức tổ chức quá trình gồm: Máy ly tâm làm việc gián đoạn hoặc liên tục. 10 | P a g e 10 [...]... của máy Máy chạy phải êm, không bị rung Hãm được motor nhanh khi cần thiết 3 Lắp đặt bảo dưỡng máy li tâm 13 | P a g e 13 Nhóm 17 -Máy Ly Tâm 3.1 Lắp đặt máy Trước khi lắp đặt máy phải kiểm tra toàn bộ máy Đọc các tài liệu kĩ thuật do hãng cung cấp để vận hành và bảo dưỡng đúng kĩ thuật Đặt máy trên bàn chắc chắn, ở nơi thoáng mát, không đặt gần vòi nước, gần đường gas Đấu dây đất cho máy. .. quá trình kiểm tra bảo dưỡng máy phải rút phích điện để bảo đảm an toàn trong khi bảo dưỡng máy Công việc định kì: Cứ 6 tháng vệ sinh cổ góp 1 lần, lau chùi sạch cổ góp bằng vải mềm Kiểm tra sự tiếp xúc giữa chổi than và cổ góp Sau 500 giờ chạy máy kiểm tra thay thế chổi than 14 | P a g e 14 Nhóm 17 -Máy Ly Tâm Hình 2.1 Thay thế chổi than máy ly tâm 4 cấu tạo máy li tâm 4.1 Cấu tạo cơ khí: Hình... công tắc phanh - Đèn báo nguồn tắt - Đảm bảo an toàn khi vận hành 6 Mở nắp máy, lấy mẫu xét nghiệm Tăng tuổi thọ của máy 24 | P a g e 24 Nhóm 17 -Máy Ly Tâm 7 Làm vệ sinh máy, kiểm tra tắt máy, đậy nắp tránh bụi bẩn 25 | P a g e 25 Tài Liệu Tham Khảo 1 Bài giảng thiết bị đo y sinh và môi trường – TS.Nguyễn Thị Lan Hương 2 Máy ly tâm – Nguyễn Hải Hà (NXB GD Việt Nam -2010) 3 Biophysical techniques – T-cell... nhau nguyên tử Nitơ 15N và 14N Như vậy, phương pháp li tâm sử dụng rất rộng rãi trong hoá sinh Tài liệu này giúp ta nghiên cứu để sử dụng và bảo quản hai loại máy li tâm thông dụng đó là: máy li tâm tốc độ thấp hay còn được gọi là máy li tâm đặt bàn sử dụng trong lâm sàng (Desktop Clinical Centrifuge) và máy li tâm tốc độ cao Việc sử dụng các li tâm loại này để tách các thành phần như huyết tương, tiểu... so với trục như hình 2.3 15 | P a g e 15 Nhóm 17 -Máy Ly Tâm Loại giá treo ở rotor (Swinging bucket rotor): Loại này khi rotor quay, ống nghiệm sẽ nghiêng một góc với một bán kính quay R tuỳ theo tốc độ quay của máy 1 Vỏ máy 2 Đế máy 3 Nắp máy 4 Khoá nắp máy 5 Giá đặt ống nghiệm 6 Trục động cơ Hình 2.2 Giới thiệu cấu tạo phần cơ khí của một máy li tâm Giá có thể đặt được một hoặc nhiều loại ống nghiệm... nắp máy khi đèn chỉ thị mở nắp sáng Mở nắp máy bằng tay Tắt điện Lấy mẫu xét nghiệm ra khỏi máy Đậy nắp máy kết thúc một lần xét nghiệm Quy trình vận hành máy: TT Bước vận hành 1 Biểu hiện – Tác dụng Đặt ống nghiệm vào rotor, sắp xếp Đảm bảo cân bằng tĩnh, cân bằng đối xứng qua trục động cơ 23 | P a g e động 23 Đúng Sai Nhóm 17 -Máy Ly Tâm 2 Đóng nắp máy, cài lẫy chắc chắn Công tắc nắp máy. ..Nhóm 17 -Máy Ly Tâm Với mỗi máy ly tâm tùy theo ứng dụng và công nghệ để xếp các loại máy này vào các cách phân loại đã được liệt kê ở trên Phân loại theo tốc độ quay Máy li tâm tốc độ thấp Các máy này thường có tốc độ cỡ vài ngàn vòng/phút (n.1000rpm), được sử dụng trong lâm sàng để làm cô đọng hoặc... tâm hoàn chỉnh Khối nguồn Khối động lực và điều khiển Khối đo lường Khối phanh Khối chỉ thị Với những máy li tâm đơn giản có thể chỉ gồm hai khối cơ bản là đủ như khối nguồn, khối động lực và điều khiển 17 | P a g e 17 Nhóm 17 -Máy Ly Tâm Tuỳ theo yêu cầu chất lượng của máy mà người ta thiết kế thêm các khối khác Với máy li tâm lạnh còn có thêm khối làm lạnh 4.2.2 Chức năng, tác dụng của từng... ở máy li tâm thường sử dụng các mạch thay đổi điện áp đặt vào động cơ hoặc thay đổi dòng điện qua động cơ c) Khối phanh: 18 | P a g e 18 CT Nhóm 17 -Máy Ly Tâm Thực hiện dừng máy nhanh khi cần thiết Việc hãm (phanh) động cơ có thể thực hiện theo hai phương pháp: - Hãm động năng - Hãm ngược : Ilv (làm việc) Phương pháp hãm động năng của động cơ một chiều kích từ nối tiếp (hãm) máy : Ih trong ly tâm: ... bị Chuẩn bị các mẫu xét nghiệm B 2 Cho máy chạy: Đóng nắp máy nghe thấy tiếng “tách” chứng tỏ nắp máy đã được đóng chắc chắn Chọn chế độ làm việc: Cho máy chạy theo thời gian hoặc cho máy chạy không định thời gian Ấn công tắc nguồn cho máy chạy Điều chỉnh tốc độ động cơ tăng dần đến giá trị đặt Theo dõi máy chạy B3 Dùng máy: Khi hết thời gian chạy máy đồng hồ thời gian cắt điện, động cơ . báo lực ly tâm đã sử dụng do nó là đơn vị có thể di chuyển giữa các loại ly tâm khác nhau. 2. Lực ly tâm và lực ly tâm tương đối 3 | P a g e 3 o Fht Flt Nhóm 17 -Máy Ly Tâm 2.1. Lực ly tâm Một. ly tâm khác nhau. Trong thực tế máy ly tâm được phân loại như sau: Theo yếu tố phân ly gồm: Máy ly tâm thường dùng để phân ly huyền phù có nồng độ khác nhau (trừ huyền phù mịn). Máy ly. e 14 Nhóm 17 -Máy Ly Tâm Hình 2.1. Thay thế chổi than máy ly tâm 4. cấu tạo máy li tâm. 4.1. Cấu tạo cơ khí: Hình 2.2: Giới thiệu cấu tạo cơ khí của môt máy li tâm. Vỏ máy: Vỏ để bảo vệ máy, có đế