अपकेंद्रित्र (Centrifuge)
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अपकेंद्रित्र (Centrifuge / सेंट्रीफ्यूज) एक यांत्रिक उपकरण है, जिसका उपयोग किसी मिश्रण में उपस्थित विभिन्न द्रव्यमान अथवा भिन्न घनत्व वाले घटकों को अलग करने के लिए किया जाता है।[1]
यह उपकरण एक विद्युत मोटर की सहायता से अपने अक्ष पर तीव्र गति से घूमता है। जब किसी मिश्रण को इसमें रखकर घुमाया जाता है, तो उत्पन्न अपकेंद्रीय बल (Centrifugal Force) के कारण अधिक द्रव्यमान व अधिक घनत्व वाले कण घूर्णन अक्ष से दूर परिधि की ओर विस्थापित हो जाते हैं, जबकि कम घनत्व वाले हल्के कण केंद्र के समीप बने रहते हैं।
कार्य सिद्धांत
अपकेंद्रण का सिद्धांत कणों के द्रव्यमान और उन पर लगने वाले अपकेंद्रीय बल के संतुलन पर आधारित है:
- किसी कण पर लगने वाला अपकेंद्रीय बल उसके द्रव्यमान के अनुक्रमानुपाती होता है ()।
- अधिक द्रव्यमान व उच्च घनत्व वाले कणों पर अधिक अपकेंद्रीय बल कार्य करता है, जिससे वे बाहर की दीवार (तलहटी) की ओर बैठ जाते हैं (अवसादन / Sedimentation)।
- कम घनत्व वाले कण कम बल का अनुभव करते हैं और घूर्णन अक्ष के निकट द्रव के ऊपरी भाग में रहते हैं।
अपकेंद्रित्र के प्रकार
उपयोग एवं संरचना के आधार पर अपकेंद्रण यंत्रों को मुख्य रूप से तीन श्रेणियों में विभाजित किया जाता है:[2][3]
1. प्रयोगशाला अपकेंद्रित्र (Laboratory Centrifuges)
ये आकार में छोटे होते हैं और इनका उपयोग रासायनिक व जैविक परीक्षणों में अवक्षेपों (Precipitates) को अलग करने के लिए किया जाता है:[4]
- स्थिर कोण रोटर (Fixed-Angle Head): इसमें परखनली रखने वाले खांचे एक निश्चित झुकाव कोण पर बने होते हैं। इसमें संतुलन बनाए रखने के लिए परखनलियों को हमेशा आमने-सामने और समान भार के साथ सम संख्या में रखा जाता है।
- स्विंगिंग बकेट रोटर (Swing-Head Rotor): इसमें परखनलियाँ लटकी हुई अवस्था में होती हैं, जो घूर्णन शुरू होते ही क्षैतिज दिशा में ऊपर उठ जाती हैं। इनमें अशांकित (Graduated) नलियों का उपयोग करके अवक्षेप की मात्रा सीधे मापी जा सकती है।
2. औद्योगिक अपकेंद्रित्र (Industrial Centrifuges)
उद्योगों में बड़े पैमाने पर सतत (Continuous) पृथक्करण के लिए इनका उपयोग किया जाता है:[5]
- ट्यूबलर बाउल अपकेंद्रित्र (Tubular Bowl): यह ऊर्ध्वाधर बेलनाकार नली के रूप में होता है जो 14,000–15,000 RPM की अत्यधिक उच्च गति पर घूमता है।
- वर्टिकल डिस्क बाउल अपकेंद्रित्र (Vertical Disc Bowl): इसमें कई शंक्वाकार डिस्क प्लेटें एक के ऊपर एक व्यवस्थित होती हैं, जो 4,000–5,000 RPM पर कार्य करती हैं।
- क्षैतिज डिकैन्टर अपकेंद्रित्र (Horizontal Decanter): यह क्षैतिज रूप से व्यवस्थित होता है और इसका उपयोग भारी ठोस-द्रव मिश्रणों (जैसे पाम तेल और जैतून तेल शोधन) के पृथक्करण में किया जाता है।
3. अनुसंधान एवं अल्ट्रासेंट्रीफ्यूज (Ultracentrifuges)
ये अत्यधिक उच्च घूर्णन गति (1,00,000 RPM से अधिक) पर कार्य करते हैं और इनका उपयोग आण्विक स्तर पर प्रोटीन, डीएनए, आरएनए और वायरस के कणों को अलग करने के लिए किया जाता है।
प्रमुख अनुप्रयोग
- चिकित्सा एवं जीव विज्ञान: रक्त से प्लाज्मा और रक्त कोशिकाओं को अलग करने तथा मूत्र नमूनों के विश्लेषण में।
- डेयरी उद्योग: दूध से मक्खन और मलाई (क्रीम) को अलग करके मानकीकृत वसा प्रतिशत वाला दूध तैयार करने में।
- तेल शोधन उद्योग: खाद्य तेलों से अशुद्धियों, मुक्त वसीय अम्लों (Free Fatty Acids) और गोंद (Gums) को हटाने में।
- रासायनिक प्रयोगशाला: रासायनिक अभिक्रियाओं के बाद प्राप्त अवक्षेपों को तेजी से छानने और पृथक करने में।
- अपशिष्ट जल उपचार: औद्योगिक अपशिष्ट जल और सीवेज से ठोस कीचड़ (Sludge) को अलग करने में।
संदर्भ
- ↑ Mikkelsen, Susan R.; Cortón, Eduardo (2004). Bioanalytical Chemistry, Ch. 13: Centrifugation Methods. John Wiley & Sons, pp. 247–267. ISBN 978-0-471-62381-6.
- ↑ Cole-Parmer. "Basics of Centrifugation". Cole-Parmer Technical Library.
- ↑ Heidcamp, William H. "Appendix F: Centrifugation", Cell Biology Laboratory Manual, Gustavus Adolphus College.
- ↑ Thermo Fisher Scientific. "Plasmid DNA Separation: Fixed-Angle and Vertical Rotors in Sorvall Discovery Microultracentrifuges".
- ↑ KYTE Centrifuge. "What is an Industrial Centrifuge?".
