Centrifuge adalah mesin yang digunakan di laboratorium, fasilitas medis, dan industri untuk memisahkan bahan tersuspensi dari media yang dicampur dengannya. Ini dilakukan dengan memutar wadah tertutup campuran dengan sangat cepat di sekitar titik pusat yang tetap. Gaya sentrifugal yang dihasilkan oleh gerakan ini memaksa bahan yang lebih padat dalam suspensi ke dinding wadah, secara efektif memisahkannya dari larutan. Perangkat ini digunakan untuk memisahkan padatan dari media suspensi fluida; misalnya, mereka adalah alat medis penting untuk memisahkan plasma dari sampel darah.
Bagaimana Mereka Bekerja
Prinsip inti operasi sentrifugal adalah gaya sentrifugal. Jika ember berisi air setengahnya diputar dengan cepat dalam lingkaran, melewati kepala dan kembali ke tanah, gaya sentrifugal yang diciptakan oleh rotasi ember memaksa air ke bawah. Inilah yang membuat air tetap berada di dalam ember meskipun dalam keadaan terbalik.
Kebanyakan sentrifugal memanfaatkan gaya ini dengan cara yang sama, dan terdiri dari selubung dengan penutup dan rotor pusat yang digerakkan. Rotor memiliki deretan lubang di sekelilingnya di mana wadah, biasanya tabung reaksi, larutan ditempatkan. Setelah tutup mesin ditutup dan centrifuge dihidupkan, rotor berputar dengan kecepatan tinggi. Seperti halnya percobaan ember, gaya sentrifugal menyebabkan materi apa pun dalam larutan yang lebih padat daripada cairan dipaksa ke dinding luar tabung, memisahkannya dari cairan dalam proses.
Setelah centrifuge menyelesaikan siklusnya, centrifuge secara bertahap diperlambat dan dihentikan untuk mencegah turbulensi yang dapat menyebabkan larutan bercampur kembali. Periode perlambatan ini juga memungkinkan semua bahan yang dipisahkan jatuh ke bagian bawah tabung reaksi. Setelah rotor berhenti, tabung dapat dilepas dan sampel diproses.
Dalam beberapa kasus, centrifuge mungkin memiliki layar di salah satu ujungnya, memungkinkan cairan melewatinya sementara padatan tetap terperangkap di dalam tabung. Orang lain mungkin memegang tabung pada sudut tetap, atau membiarkannya berayun keluar saat berputar. Posisi tabung dan kecepatan putaran centrifuge dapat bervariasi, tergantung pada jenis larutan yang dipisahkan.
Pemisahan berdasarkan Kepadatan
Sejumlah bahan tersuspensi dapat dipisahkan dari suspensi dengan cara ini. Setiap zat yang berbeda akan terpisah dalam urutan kepadatannya, membentuk lapisan yang berbeda di bagian bawah tabung ketika mesin dihentikan. Ini dikenal sebagai prinsip sedimentasi. Misalnya, sampel darah yang dimasukkan ke dalam centrifuge untuk panjang siklus yang sesuai akan benar-benar rusak dengan sel darah yang lebih berat terkumpul di bagian bawah dan plasma darah yang lebih ringan di bagian atas. Ini adalah penggunaan khusus dalam mengidentifikasi semua komponen solusi yang tidak diketahui.
Penggunaan lainnya
Perangkat centrifuge tidak hanya digunakan di laboratorium; mereka melihat penggunaan yang luas dalam pengelolaan air limbah, dalam industri minyak, dan bahkan dalam pengolahan gula dan susu. Biasanya, sentrifugal laboratorium medis dan ilmiah adalah perangkat meja kecil. Mesin industri yang digunakan untuk memisahkan bubur magnetit dari air proses di pabrik batubara, di sisi lain, bisa sangat besar.
Sentrifugal gas yang digunakan dalam proses pengayaan uranium memiliki fitur wadah yang dirancang khusus yang mencakup sendok bagian dalam yang ditempatkan secara strategis. Saat diputar, sendok ini mengumpulkan isotop uranium-235 yang diinginkan sedangkan isotop 238 yang lebih berat terkumpul di dinding wadah. Namun, ini adalah proses yang jauh lebih lama daripada pemisahan suspensi fluida, seringkali membutuhkan beberapa ribu siklus untuk mencapainya.
Sentrifugal besar juga digunakan untuk memaparkan orang pada kekuatan ekstrem dalam lingkungan yang terkendali. Gaya luar yang diciptakan oleh mesin sebesar itu dapat digunakan untuk mensimulasikan gaya gravitasi masif (G-forces) yang mungkin dialami oleh astronot atau pilot pesawat tempur saat bepergian dengan kecepatan sangat tinggi. Pemodelan geoteknik adalah area lain di mana sentrifugal digunakan untuk mensimulasikan tekanan gravitasi dalam prototipe.