蜀科冷凍離心機廣泛應用于醫(yī)院、血站、生物制品、生物制藥、農(nóng)業(yè)科學等生產(chǎn)和科研單位。冷凍離心機對溫度進行控制，主要是為了保持樣品的生物活性。但是當樣品放進離心腔開始運轉(zhuǎn)后，會發(fā)現(xiàn)有的樣品溫度有變化，今天我們細致得來了解一下這個樣品“變溫”的原因。

  本試驗工況：工作環(huán)境溫度為 26℃, 冷凍離心機電源采用 60Hz穩(wěn)壓電源。離心機轉(zhuǎn)頭最低轉(zhuǎn)速為 2000r /mi n ,最高轉(zhuǎn)速為 13000r /m i n。選擇 3種不同轉(zhuǎn)速作為測試轉(zhuǎn)速 : 2000r/min、10000r /min 、13000r/min 。同時考慮到一般的血漿 、細胞分離試驗會在 30mi n內(nèi)完成, 因此選取 5、10、15、20、25、30、35mi n等 7個時間點對轉(zhuǎn)子內(nèi)樣本試劑溫度進行測量。為了確定腔體底部設定溫度傳感器測量的精確性 ,本試驗在其附近安置一支經(jīng)過標定的熱電偶溫度計 ,用于精確測量腔體內(nèi)空氣的溫度，腔體內(nèi)樣本試劑溫度試驗及其結果。本試驗以液態(tài)水代替實際醫(yī)學實驗中的樣本試劑 。試驗開始前 ,將轉(zhuǎn)子置于 4℃環(huán)境中預冷 24h, 測試用試劑也應置于恒溫水槽內(nèi)預冷至 4℃。 

  圖 2示出離心機腔體設定溫度 4℃工況下樣品試劑溫度在不同轉(zhuǎn)速下隨時間的變化關系, 圖 3示出不同轉(zhuǎn)速下離心機腔體內(nèi)置熱電偶實測溫度隨時間的變化。從圖 2中可以看出, 隨著冷凍離心機運行時間的增加, 高轉(zhuǎn)速下樣本試劑溫度均呈上升趨勢。當轉(zhuǎn)速為2000r
/mi n時,轉(zhuǎn)子內(nèi)樣本試劑溫度在 30m i n內(nèi)能夠始終維持在 4℃左右 , 達到保持試劑活性的要求。而當轉(zhuǎn)速為 10000r /m i n時, 試劑溫度隨時間的增加而上升并在 35m i n內(nèi)未曾出現(xiàn)下降趨勢。轉(zhuǎn)速為 13000r /m i n時 ,試劑溫度上升的趨勢更為明顯 , 與 4℃的偏差也越大 。試驗結果說明在相同的初始溫度下 ,轉(zhuǎn)速越高 ,試劑溫度上升趨勢越明顯 。
 

  為了分析造成轉(zhuǎn)子內(nèi)試劑溫度上升的原因 ,考慮到轉(zhuǎn)子碳纖維材料的高熱阻性能 ,提出以下假設:
  ( 1) 液態(tài)樣本試劑在試管中隨著轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)本身也在試管內(nèi)做高速運動產(chǎn)生熱量 ,造成試劑溫度上升；
  ( 2) 轉(zhuǎn)子外表面與空氣摩擦產(chǎn)生的熱量由通過轉(zhuǎn)子向內(nèi)傳遞給試劑造成試劑溫度上升 。

  從圖 3 中可以看出 ,腔體內(nèi)實際溫度隨運行時間的增加呈周期性波動 。這是由該冷凍離心機的制冷系統(tǒng)壓縮機采用雙位啟停控制方法決定的 ,轉(zhuǎn)速越高 ,空氣摩擦發(fā)熱量越大 ,壓縮啟停越頻繁 , 波動周期越短 。同時 ,隨著轉(zhuǎn)速的增加 ,腔體內(nèi)實際溫度比控制溫度高 。在設定溫度為 4℃情況下 , 轉(zhuǎn)速為10000r /m i n時 ,腔體溫度在 3 ~ 8℃之間波動 , 平均值為 5. 5℃; 當轉(zhuǎn)速為 13000r /m i n時 ,腔體溫度在 4. 7 ~ 10. 6℃之間波動 ,平均值為 7. 1℃。分析控制溫度測量和試驗測量溫度偏差引起的原因 ,可能是由于控制溫度傳感器采用不銹鋼外殼的銅電阻 ,固定在不銹鋼的腔體內(nèi)表面上 , 插入空氣中的長度不夠造成的 , 溫度傳感器不僅感受到腔體內(nèi)的空氣溫度 ,而且也感受到腔體底部內(nèi)表面的溫度 。

  為了驗證試劑在離心機高速運轉(zhuǎn)過程中液態(tài)自身運動產(chǎn)生熱量導致溫度升高的假設 , 取 2支相同試管分別注入一定質(zhì)量的液態(tài)水以及硅膠 , 待硅膠干燥變硬后和液態(tài)水一起預冷至 4℃, 進行液體試劑與固體硅膠溫度測定對比試驗 。試驗結果見圖 4所示可知 ,液態(tài)試劑與固體硅膠溫度上升趨勢基本一致 ,因此得知試劑溫度上升并不是由試劑液體自身運動產(chǎn)生熱量引起的 ,而是由轉(zhuǎn)子外表面的摩擦熱向轉(zhuǎn)子內(nèi)部樣本試劑熱傳遞造成的 。
 

  經(jīng)過上面的介紹，大家是否對冷凍離心機運行過程中樣品的溫度變化有了一個更清晰的了解。選購冷凍離心機請認準蜀科儀器，蜀科冷凍離心機已在全國數(shù)十家醫(yī)療機構使用，運行平穩(wěn)，性能出眾，歡迎大家進一步了解咨詢！

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