Wie funktioniert eine Zentrifuge?

Bei einer Zentrifuge dreht sich ein Rotor mit hoher Geschwindigkeit, wodurch eine Zentrifugalkraft entsteht, die auf die Materialien im Rotor einwirkt. Diese Kraft führt dazu, dass sich die Materialien entsprechend ihrer Dichte trennen, wobei sich dichtere Materialien zur Außenseite des Rotors und weniger dichte Materialien nach innen bewegen.

Zentrifugen werden in Laboratorien üblicherweise zur Trennung von Flüssigkeiten und Feststoffen sowie zur Trennung verschiedener Flüssigkeiten mit unterschiedlichen Dichten eingesetzt. Beispielsweise kann eine Zentrifuge verwendet werden, um Blutplasma von roten Blutkörperchen zu trennen oder um Öl von Wasser zu trennen.

Eine typische Zentrifuge besteht aus einem Rotor, einem Motor, einer Kammer und einem Bedienfeld. Der Rotor befindet sich in der Mitte der Maschine und ist mit dem Motor verbunden. Der Motor dreht den Rotor mit hoher Geschwindigkeit, normalerweise mit Tausenden von Umdrehungen pro Minute (U/min).

Wenn eine Zentrifuge in Betrieb ist, drückt die vom rotierenden Rotor erzeugte Zentrifugalkraft die Materialien im Rotorinneren nach außen. Diese Kraft ist proportional zur Rotationsgeschwindigkeit und zum Abstand vom Mittelpunkt des Rotors. Je höher die Rotationsgeschwindigkeit oder je weiter das Material von der Mitte des Rotors entfernt ist, desto größer ist die Zentrifugalkraft.

Dichtere Materialien sind widerstandsfähiger gegen die Bewegung durch Zentrifugalkraft als weniger dichte Materialien. Das bedeutet, dass sich dichtere Materialien zur Außenseite des Rotors bewegen, während sich weniger dichte Materialien nach innen bewegen. Die verschiedenen Materialien bilden schließlich unterschiedliche Schichten, wobei das dichteste Material unten und das am wenigsten dichte Material oben liegt.

Abhängig von der Drehzahl und der Größe des Rotors können Zentrifugen für unterschiedliche Anwendungen eingesetzt werden. Kleine Zentrifugen, oft auch Mikrozentrifugen genannt, werden in Laboren häufig für Trennungen im kleinen Maßstab eingesetzt. Größere Zentrifugen, wie sie beispielsweise in der Industrie eingesetzt werden, können zur Verarbeitung großer Materialmengen eingesetzt werden.