استفاده‌ی ایمن از سانتریفیوژ

ناپایداری در سانتریفیوژ^[۱]

چه چیز باعث ایجاد عدم توازن^[۲] در سانتریفیوژ می‌شود؟

روتورها با سرعت بسیار زیاد می‌چرخند که این امر منجر به ایجاد نیروهای بسیار شدیدی می‌شود. بنابراین، توجه به بارگذاری بالانس روتور در حین سانتریفیوژکردن امری ضروری است، به خصوص اگر تعداد لوله‌ها یا پلیت‌های بارگذاری شده، از حداکثر ظرفیت روتور کمتر باشند. بالانس‌بودن روتور، به خصوص هنگام سانتریفیوژ با دورهای بالا، به منظور جلوگیری از کاهش طول عمر روتور همواره حائز اهمیت است. علیرغم تلاش‌های کاربر، ممکن است خطاهای مربوط به عدم بالانس‌بودن روتور ناشی از عدم‌توازن در بارگذاری نمونه‌ها، به وقوع بپیوندد.

عدم توازن در  روتور چه خطراتی به دنبال دارد؟

عدم بارگذاری صحیح، می‌تواند موجب کاهش طول عمر روتور شده، و لرزش‌های کنترل‌نشده و شدید روتور نیز ممکن است منجر به آسیب دائمی به دستگاه سانتریفیوژ شود. مهم‌تر اینکه، عدم توازن در روتور، حتی می‌تواند باعث آسیب به کاربر یا افراد دیگر شود. در بدترین حالت، این امر می‌تواند به شکستن روتور ختم شود.

آیا سانتریفیوژ من می‌تواند عدم توازن در بارگذاری را تشخیص دهد؟

سانتریفیوژها عموما دارای سیستم حسگر عدم توازن^[۳] در بارگذاری می‌باشند و در صورت شناسایی عدم توازن، دستگاه شروع به کار نخواهد کرد و متوقف می‌گردد. برای اطمینان از اینکه آیا دستگاه شما دارای سیستم حسگر عدم توازن است، حتما به دفترچه‌ی راهنما و کاتالوگ دستگاه مورد استفاده مراجعه فرمایید.

باید توجه داشت که حسگر بارگذاری بالانس به خودی خود باعث تصحیح عدم‌توازن در بارگذاری نمی‌شود.

در صورت مشاهده‌ی خطای عدم توازن، چه باید کرد؟

اگر سانتریفیوژ شروع به تکان‌خوردن و یا لرزش کرد، این به دلیل عدم توازن در روتور می‌باشد و باید فورا سانتریفیوژ را متوقف کنید. وجود کمی لرزش طبیعی است، اما مقدار بیش از حد آن می‌تواند به معنی خطر باشد. پس از توقف سانتریفیوژ، ابتدا باید مجدد بررسی شود که لوله‌ها یا پلیت‌ها به صورت بالانس داخل روتور یا باگت‌ها بارگذاری شده باشند. اگر بالانس بودند و لرزش همچنان وجود داشت، به‌‎منظور بررسی دستگاه، با تولیدکننده (واحد خدمات پس از فروش) تماس گرفته شود. در صورت تکان‌خوردن و لرزش‌های آشکار در سانتریفیوژ به هنگام چرخش روتور، با دستگاه کار نکنید.

چگونه می‌توان در وهله‌ی اول از عدم توازن در روتور جلوگیری نمود؟

لازم است از تراز بودن و استحکام میز کار اطمینان حاصل شود. از قراردادن سانتریفیوژ بر روی سطوح ناهموار یا شیب‌دار خودداری شود.

در سرعت‌های بالا، چنانچه بار به صورت بالانس در روتور قرار نگرفته باشد، عدم توازن در سانتریفیوژ به راحتی اتفاق می‌افتد.

در مورد روتورهای زاویه ثابت^[۴]، موازنه‌ی لوله‌ها را با توجه به وزن آن‌ها برقرار کنید.

روتور را به صورت متقارن بارگذاری کرده و مطمئن شوید که لوله‌های روبروی هم نه‌تنها به لحاظ نوع، بلکه از لحاظ مقدار جرم نیز یکسان و هماهنگ می‌باشند. اگر تعداد لوله‌ها فرد است، توازن را با استفاده از یک لوله اضافی حاوی آب برقرار کنید. نکته‌ی مهم آن است که باید توازن در لوله‌ها را به لحاظ جرم (وزن) و نه به لحاظ حجم، برقرار کنید.

وزن لوله را همراه با نمونه‌ی داخل آن اندازه‌گیری کرده و مقدار آن‌ را ثبت کنید. اگر بیش از دو لوله داخل روتور قرار دارد، فقط لوله‌هایی که مستقیماً مقابل یکدیگرند، باید جرم برابر داشته باشند.

در مورد روتورهای زاویه متغیر، همواره به تعداد تمام ظرفیت روتور، باگت قرار دهید (بارگذاری ناقص روتور ممکن است طول عمر آن را کاهش دهد). وزن حداکثر بار روتور و یا حداکثر وزن باگتی که کاملا بارگذاری شده است (کلاس وزن)، بر روی باگت‌ها درج شده است. از این وزن تجاوز نکنید. هنگام بارگذاری باگت‌ها، از قرارگیری متقارن لوله‌ها یا باگت‌ها اطمینان حاصل کنید.

همواره بررسی کنید که چرخش باگت‌ها به نرمی صورت پذیرد. در غیر اینصورت، لازم است محورها و شیارها تمیز و روغن‌کاری شود.

بارگذاری سانتریفیوژ

۱- لازم است اطمینان حاصل کنید که لوله‌ها برای استفاده داخل روتور مورد نظر، مناسب باشند. در صورت لزوم، از لوله‌ها به همراه آداپتور استفاده نموده و بررسی شود که با ارتفاع فعلی لوله‌ها، باگت‌ها امکان چرخش و قرارگیری در حالت افقی را دارند. هنگام استفاده از باگت‎های aerosol-tight (باگت‌های دارای درب که مانع خروج آئروسل می‌شوند)، بررسی کنید که ارتفاع لوله‌ها مانع از بسته شدن درب نشوند. برخی از تامین‌کنندگان سانتریفیوژ، روتورهای مخصوصی را ارائه می‌دهند که برای استفاده در فرآیند سانتریفیوژ استفاده از روتوری غیر از روتور پیشنهادی شرکت تولیدکننده، ممکن است به راحتی منجر به ریختن نمونه‌ها داخل سانتریفیوژ شده که این امر باعث ایجاد آئروسل می‌شود. این امر برای سلامتی کارکنان آزمایشگاه و محیط زیست خطرناک است.

۲- پیش از کار با سانتریفیوژ، لازم است بطری‌ها و لوله‌ها یا پلیت‌ها را بررسی کرده و از عدم وجود ترک در آن‌ها اطمینان حاصل کنید. از آنجایی‌که چرخش روتور در سرعت‌های بسیار بالا صورت می‌گیرد، اگر نمونه‌ی مایع به درستی در ظرف قرارداده نشده باشد، می‌تواند به آسانی آئروسل تولید کند. اگر لوله‌ها ترک داشته باشند، ممکن است در سرعت‌های بالا بشکنند یا دست‌کم باعث نشتی نمونه به داخل روتور شوند. در آخرین مرحله، از بسته بودن ایمن درب روتور یا درب باگت‌های aerosol-tight اطمینان حاصل کنید.

۳- هنگام استفاده از روتور زاویه متغیر^[۵] که به طور کامل بارگذاری نشده است، لوله‌ها را به صورتی داخل باگت‌ها قرار دهید که فشار به صورت یکنواخت بر روی پین‌های روتور وارد شود.

۴- به منظور شناسایی آسان، تمامی لوله‌ها را به طور واضح برچسب‌گذاری کنید. شاید پیش از شروع چرخش روتور، ترتیب چیدمان لوله‌ها مشخص باشد، اما در پایان کار سانتریفیوژ، تشخیص لوله‌ها از یکدیگر ممکن نخواهد بود. در صورت استفاده از یک لوله برای ایجاد توازن، حتماً لوله را تحت همین عنوان برچسب‌گذاری کنید. بهتر است به جای استفاده از برچسب، مستقیماً روی خود لوله‌ها نام‌گذاری انجام شود، زیرا ممکن است برچسب در حین چرخش جدا شود که در نتیجه شناسایی لوله‌ها مشکل می‌شود.

۵- پیش از قراردادن لوله‌ها در سانتریفیوژ، می‌بایست بیرون آنها را با مواد ضدعفونی‌کننده، تمیز نمود. این امر به خصوص هنگام کار با موادی که خطر زیستی دارند، حائز اهمیت بسیاری است. برای به حداقل رساندن احتمال هرگونه نشت یا تشکیل آئروسل از نمونه، بهترین راه پیشگیری این است که قبل از شروع چرخش، لوله‌ها را با یک ماده ضدعفونی‌کننده مناسب تمیز کنید.

۶- نباید از حداکثر مقدار مشخص شده برای ظروف نمونه توسط تولیدکننده تجاوز نمود.

۷- ظروف نمونه می‌بایست بیرون از سانتریفیوژ پر شوند، زیرا هیچ مایعی نباید هنگام پرکردن ظروف نمونه به داخل محفظه سانتریفیوژ بریزد.

۸- در مورد روتورهای زاویه متغیر، همه‌ی باگت‌ها باید با وزن یکسان بارگذاری شوند. در مورد روتورهای زاویه ثابت، بالانس لوله‌ها را طبق وزن آن‌ها برقرار کنید. روتور باید متقارن بارگذاری شود: یعنی در مقابل هر لوله، لوله‌ی مشابه با وزن یکسان قرار داده شود. در صورت استفاده از بیش از دو لوله، فقط لوله‌هایی که مستقیما مقابل یکدیگرند، باید وزن یکسانی داشته باشند. در سرعت‌های بالا، اگر وزن‌های یکسان درون روتور در مقابل یکدیگر قرار نگیرند، سانتریفیوژ به راحتی دچار ناپایداری می‌شود.

حسگر شناسایی روتور^[۷]

بسیاری از سانتریفیوژها (مخصوصا سانتریفیوژهای رومیزی چندکاره) دارای حسگر شناسایی روتور هستند. با وجود این قابلیت، هر روتور جدیدی که روی دستگاه بسته می‌شود، شناسایی شده و نیروی نسبی گریز از مرکز سانتریفیوژ (^[۸]RCF) / سرعت چرخش (^[۹]RPM) را به حداکثر مقدار مجاز روتور محدود می‌کند. به عبارت دیگر، حسگر شناسایی روتور مانع از آن می‌شود که از یک روتور در سرعت‌هایی بالاتر از سرعت تعیین‌شده برای آن استفاده شود. با این حال، برخی از دستگاه‌ها به ویژه سانتریفیوژهای کوچکتر که تعداد روتورهای کمتری دارند و نوع روتورهای آن‌ها تقریبا مشابه است، دارای حسگر شناسایی روتور نیستند. در این موارد، کاربر بایستی به به دفترچه راهنمای دستگاه مورد نظر مراجعه نمایند.

مبانی سانتریفوژ

چرا سانتریفوژ می‌کنیم؟

سانتریفیوژ آزمایشگاهی چیست؟

چرا تنظیم شیب زمانی شروع (شتاب) و شیب اتمام (توقف) مهم است؟

محافظت و نگهداری از سانتریفیوژ

واژه‌نامه: