1 개요
원심분리기는 원심력을 이용해서 액체 혼합물을 분리하는 기계이다. 원심력을 최대로 얼마까지 낼 수 있느냐에 따라 저속 원심분리기, 고속 원심분리기, 초원심분리기로 나뉜다.
2 원리
액체 혼합물의 구성 성분을 분리하고 싶을 때, 가장 편한 방법은 가만히 놓아 두는 것이다. 용질이 전기적 특성에 의해 잘 가라앉지 않는 경우나, 물질 간의 무게차이가 거의 없는 경우 분리가 힘들거나 많은 시간이 필요하게 된다. 대신 중력과 유사한 힘인 원심력을 가해 물질을 분리해내는 장치가 원심분리기이다. 원심력을 구하는 법은 다음과 같다.[1]
- 원심력 = mrω^2 = 물질의 질량 x 빙빙 돌리는 원의 반지름 x 각속도^2 [2]
따라서 RPM이 높을 수록, 질량이 클 수록, 반지름이 클 수록 받는 원심력이 크며, 이로 인해 원심력 방향으로 무거운 물질이 이동하게 되어 빠른 침전이 가능하다. 결과로 무거운 물질은 아래에, 가벼운 물질은 위에 있게 된다.
3 사용
화학실험에서도 사용하기는 하지만 주된 사용은 생명과학 실험. 뭐든 가라앉히거나 층을 나누거나 분리할 필요가 있을 때 쓴다. 혼합물에서 세포만 뽑는다던가, DNA나 단백질 추출 등등 툭하면 돌리는 게 원심분리기. 때문에 일부 기종에는 냉장 기능도 탑재되어 있다. 빠르게 끝내면 30초도 충분하지만 몇몇 특수한 랩에서는 초원심분리기를, 그것도 세 시간 이상 돌리는 경우가 허다하다. 보통은 원심분리기를 돌려 놓고 남는 자투리 시간을 활용해서 잡일을 하는 경우가 많다.
이외에는 미세한 무게 차이를 통해 혼합물을 분리할 수 있다는 점 때문에 우라늄을 농축할 때 사용하기도 한다한다. 북한에서는 통돌이 세탁기로도 만든다 카더라
4 여담
회전력을 이용한 기계 아니랄까봐 엄청나게 시끄러우며 이는 탈곡기 돌리는 소리와 비견될 정도이다. 이와 동시에 실험실 안전사고의 큰 비중을 차지하고 있는 장비인데, 아무래도 고속 회전하는 장비다보니 조금이라도 시료 밸런스가 안 맞으면 회전축이 맛이 가 안 그래도 시끄러운 장비가 더 시끄러워진다던지, 원심분리기 자체가 흔들리기 시작한다던지, 시험관이 튀어나와 마찰을 일으켜 녹아내린다던지, 아주 극단적인 경우에는 원심분리 통 자체가 회전축과 분리되어 공중사출되는 경우도 있다. 분당 1만3천회 회전하는 일반 원심분리기도 이런데 하물며 10만회 회전하는 초고속 원심분리기에서 이런 사고가 일어나면 가히 재앙급.
이것과 비슷한 물건이 공군 파일럿이나 우주 비행사들의 중력 가속도 훈련용으로 쓰이고 있다.
놀이공원에 있는 롤러코스터를 통해 민간인도 얼마든지 원심분리기를 직접 체험해 볼 수 있다 카더라 최대 7g, 최소 -5.3g인데 죽으란 소리냐 이정도면 훈련된 파일럿도 레드아웃으로 죽는다. 더구나 횡가속도는 6g가 넘는다.
저 글 이후로 롤코타 유저들이 원형으로 돌아가는 코스를 원심분리코스라고 부른다. 물론 저런 미친 격렬도로 하는 사람은 없다