冷凍離心機(jī)有一個繞本身軸線高速旋轉(zhuǎn)的圓筒,，稱為轉(zhuǎn)鼓，通常由電動機(jī)驅(qū)動,。懸浮液（或乳濁液）加入轉(zhuǎn)鼓后,，被迅速帶動與轉(zhuǎn)鼓同速旋轉(zhuǎn)，在離心力作用下各組分分離,，并分別排出,。通常，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速越高,，分離效果也越好,。
冷凍離心機(jī)分離機(jī)的作用原理有離心過濾和離心沉降兩種。離心過濾是使懸浮液在離心力場下產(chǎn)生的離心壓力，作用在過濾介質(zhì)上,，使液體通過過濾介質(zhì)成為濾液,，而固體顆粒被截留在過濾介質(zhì)表面，從而實(shí)現(xiàn)液-固分離,；離心沉降是利用懸浮液（或乳濁液）密度不同的各組分在離心力場中迅速沉降分層的原理,，實(shí)現(xiàn)液-固（或液-液）分離。
當(dāng)含有細(xì)小顆粒的懸浮液靜置不動時,，由于重力場的作用使得懸浮的顆粒逐漸下沉,。粒子越重，下沉越快,，反之密度比液體小的粒子就會上浮,。微粒在重力場下移動的速度與微粒的大小、形態(tài)和密度有關(guān),，并且又與重力場的強(qiáng)度及液體的粘度有關(guān),。象紅血球大小的顆粒，直徑為數(shù)微米,，就可以在通常重力作用下觀察到它們的沉降過程,。
此外，物質(zhì)在介質(zhì)中沉降時還伴隨有擴(kuò)散現(xiàn)象,。擴(kuò)散是無條件的絕對的,。擴(kuò)散與物質(zhì)的質(zhì)量成反比，顆粒越小擴(kuò)散越嚴(yán)重,。而沉降是相對的,，有條件的，要受到外力才能運(yùn)動,。沉降與物體重量成正比,，顆粒越大沉降越快。對小于幾微米的微粒如病毒或蛋白質(zhì)等,，它們在溶液中成膠體或半膠體狀態(tài),，僅僅利用重力是不可能觀察到沉降過程的。因為顆粒越小沉降越慢,，而擴(kuò)散現(xiàn)象則越嚴(yán)重,。所以需要利用離心機(jī)產(chǎn)生強(qiáng)大的離心力，才能迫使這些微?？朔U(kuò)散產(chǎn)生沉降運(yùn)動,。
離心就是利用離心機(jī)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的強(qiáng)大的離心力，加快液體中顆粒的沉降速度,，把樣品中不同沉降系數(shù)和浮力密度的物質(zhì)分離開,。
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