Centrifugatiesnelheid

Line.

Hallo,

even een vraagje,

Ik vraag me af of er een vergelijking bestaat waaruit je kan afleiden hoe lang je moet centrifugeren bij een bepaalde snelheid om een bepaalde diameter te kunnen bekomen.

dus een vergelijking waar zowel de tijd t, de diameter d en centrifugaalsnelheid g voorkomt.

Alvast bedankt,

Line

Fred F.

Je zult je probleem wat duidelijker moeten definiëren.

Wat wil je centrifugeren?

Wat is de vloeistof en wat zijn de eigenschappen, dichtheid en viscositeit?

Bedoel je met diameter de deeltjesdiameter? Zijn de deeltjes rond of wat?

Of bedoel je de diameter van de centrifuge rotor?

Kortom: waar gaat het precies over?

Jan van de Velde

Ik vraag me af of er een vergelijking bestaat waaruit je kan afleiden hoe lang je moet centrifugeren bij een bepaalde snelheid om een bepaalde diameter te kunnen bekomen.

Ik zie hier een pizzabodem-maker voor me....

..

Line.

Hallo,

Ja, ik was inderdaad nogal vaag

Dus, ik doe experimenten om de ecotoxicologie van CeO2 nanopartikels (dichtheid : 7254 kg/m-3) na te gaan.

nanopartikels hebben zoiso de eigenschap om te aggregeren en nu willen we eens kijken of we de grotere deeltjes kunnen laten neerslaan door deze te centrifugeren.

Ik weet niet hoe lang ik moet centrifugeren bij welke snelheid zodat ik bv een diameter van 100 nm partikelgrootte kan afzonderen.

Is dit al een beetje duidelijker?

Line

Is dit

Fred F.

Om vaste deeltjes te scheiden d.m.v. centrifugeren is een vloeistof nodig. Ik neem aan dat er reageerbuisjes in die centrifuge gaan. In het reageerbuisje breng je (bijvoorbeeld) 5 cm vloeistof. Daarop breng je zeer voorzichtig, en gelijkmatig over het hele vloeistofoppervlak, de te scheiden deeltjes, al dan niet gemengd met een beetje vloeistof. Op deze manier hebben alle deeltjes groot en klein hetzelfde startpunt. Ook het naar de centrifuge brengen en het daarin plaatsen van de reageerbuisjes dient zeer voorzichtig te gebeuren om het vloeistofoppervlak zo min mogelijk te verstoren.

In de roterende centrifuge zullen de reageerbuisjes horizontaal gekanteld worden, elk via een schanierophanging, neem ik aan.

Ik gebruik hier om verwarring te voorkomen hoofdletters voor de centrifuge/reageerbuis en kleine letters voor de nanodeeltjes.

Fc = centrifugaalkracht, Newton

m = massa nanodeeltje, kg

V = omwentelsnelheid, m/s

R = straal van draaicirkel van punt waar nanodeeltje zich bevindt, meter

N = toerental centrifuge, omwentelingen/seconde

d = diameter nanodeeltje, m

ρ = dichtheid nanodeeltje, kg/m3

η = viscositeit vloeistof, Pa.s

v = bewegingssnelheid van nanodeeltje t.o.v. vloeistof ("bezinksnelheid"), m/s

Fs = wrijvingskracht nanodeeltje-vloeistof, Newton

De centrifugale kracht voor een nanodeeltje is dan: Fc = m.V²/R

V = 2.

.R.N

m =

/6 . d³. ρ

Fc = 20,67.d³. ρ.R.N²

Tevens is er de wrijvingskracht tussen het nanodeeltje en de vloeistof.

Bij dit soort kleine deeltjes is er laminaire stroming en geldt de wet van Stokes: Fs = 3.

.d.η.v

Het nanodeeltje zal in eerste instantie versnellen zolang Fs < Fc maar krijgt daarna die snelheid v waarbij Fs = Fc

v = Fs / (3.

.d.η) = Fc / (3.

.d.η)

v = 2,19.d². ρ.R.N²/ η

Let op gebruik van de juiste eenheden. Viscositeit wordt gewoonlijk uitgedrukt in centiPoise (= milliPascal.seconde). Zo is water ongeveer 1 cPoise oftewel 0,001 Pa.s. Bij de keuze van de vloeistof moet je bedenken welke de deeltjes niet aantast en welke later nog volledig van de deeltjes te verwijderen is zonder schade aan de deeltjes.

Bovenstaande geldt voor perfect ronde en gladde bolletjes met diameter d. Er is hierbij geen rekening gehouden met Brownse beweging, attractiekrachten tussen deeltjes of tussen deeltje en vloeistof, of wat voor onbekende verschijnselen dan ook. Opwaarste kracht speelt in dit geval geen rol. Hoe nauwkeurig die nanodeeltjes aan bovenstaande theorie voldoen weet ik natuurlijk niet maar het geeft toch een idee tussen "bezinksnelheid" v en diameter d van diverse bolvormige deeltjes.

Bedenk overigens ook dat R (afstand deeltje <-> draaias) gedurende de centrifugatie langzaam toeneemt en daarmee dus ook v. Schat dus de gemiddelde R voor de berekening van (de gemiddelde) v.

De tijd (in seconden) dat je theoretisch moet centrifugeren bereken je door de vloeistofhoogte in de reageerbuis (in meter) te delen door de v voor de deeltjesgroote die je wil afscheiden. Omdat iedere deeltjesdiameter zijn eigen v heeft kun je zelf schatten op welke vloeistofhoogte welke deeltjesdiameter overwegend voorkomt op het moment dat de 100nanometer-deeltjes de bodem bereikt hebben want die "bezinken" natuurlijk het snelst. Theoretisch kun je door zeer voorzichtig pipetteren verschillende lagen met verschillende deeltjesgrootte afnemen, mocht dat zinvol zijn.

Line.

Haihaihai Allemaal,

bedankt voor de reacties maar ik heb het antwoord ondertussen gevonden. (na lang zoeken

)

Tis de formule van Svedberg: d = √[18*nopl*ln(x2/x1)]/(ρpart-ρopl)*ω²*(t2-t1)

d = diameter partikel (m)

nopl = dynamische viscositeit (kg/ms)

x2 = afstand straal rotor van de centrifuge + lengte centrifugebuisje (m)

x1 = afstand straal rotor van de centrifuge (m)

ρpart = dichteid partikel (kg/m3)

ρopl = dichtheid oplossing (kg/m3)

ω = hoeksnelheid (rad/s)

t1 = begintijd (s)

t2 = eindtijd (s)

Bedankt en groetjes

Line

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Centrifugatiesnelheid

Centrifugatiesnelheid

Re: Centrifugatiesnelheid

Re: Centrifugatiesnelheid

Re: Centrifugatiesnelheid

Re: Centrifugatiesnelheid

Re: Centrifugatiesnelheid