Centrifugation


Centrifugation
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Le mot centrifugation est construit à partir du verbe « centrifuger » qui vient du latin fugere qui signifie « fuir » et de « centre », auquel est ajouté le suffixe -ation indiquant une action.

La centrifugation est une technique permettant de séparer les composés d'un mélange en fonction de leur densité en les soumettant à une force centrifuge. Le mélange à séparer peut être constitué soit de deux phases liquides, soit de particules solides en suspension dans un fluide. L'appareil utilisé est une machine tournante à grande vitesse appelée centrifugeuse. Cette technique fait partie des opérations unitaires en génie des procédés.

Sommaire

Principe

La séparation des composés d'un mélange est réalisable par décantation, sous l'action de la seule gravitation mais elle nécessite parfois une longue durée pour acquérir de bons résultats et est donc souvent inefficace. Il est donc plus efficace d'utiliser la centrifugation[1].
Au cours de cette opération de séparation, les composés dans le fluide situés à une distance r de l'axe de rotation sont soumis à différentes forces[2] :

Imagecentrifugation.svg


La séparation s'opère par l'action de la force centrifuge Fc sur les composés.
Cette force centrifuge, exprimée en Newton, est donnée par la relation Fc=mγc avec γc =rω² en m/s² dont :

  • m la masse du composé à séparer,
  • r la distance du tube à l'axe de rotation de la centrifugeuse,
  • ω la vitesse angulaire exprimée en radians par seconde ou en tour par minute.


Le rapport de la force centrifuge Fc sur le poids Fp est appelé intensité de la pesanteur artificielle et s'exprime en "gé"[3]. Les valeurs utilisées en centrifugation sont d'environ 400 à 10 000 gé ce qui correspond à des vitesses de rotation de l'ordre 2 000 à 10 000 tr/min suivant le rayon des rotors[4].
Certaines applications comme la séparation des macromolécules biologiques (protéines, acides nucléiques), nécessite la méthode d'ultracentrifugation mise au point par Svedberg qui utilise des intensités de pesanteur artificielle très élevées de l'ordre de 200 000 gé, et qui nécessite de ce fait des vitesses de rotations de plusieurs dizaines de milliers de tours par minute[5].

Utilisation

Notes et références

  1. Bernard Veynachter et Pascal Pottier, Centrifugation et décantation, Techniques de l'ingénieur, F2730, Mars 2007
  2. Kane Sternheim, Physique, 1984, Interéditions ISBN 2-7296-0098-1 p.330
  3. Michel Robatel et Philippe Borel, Centrifugation, généralités. Théorie. Techniques de l'ingénieur, A5550, Mai 1989
  4. M. Seguin, B.Villeneuve, B.Marcheterre, R.Gagnon, Physique 1 Mécanique, BESSON 4ème édition, p.434
  5. J.Lemerle, L'ultracentrifugation et ses applications en chimie minérale, L'Actualité chimique, pp. 3-28, Paris, 1974
  6. Encyclopédie Universalis en ligne, [consulté le 15 avril 2011]
  7. 50 millions de consommateurs, N°288, Octobre 1995.

Articles connexes

Liens externes


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  • centrifugation — n. the process of separating substances by the use of a centrifuge. [WordNet 1.5] …   The Collaborative International Dictionary of English

  • centrifugation — [sen trif΄yo͞o gā′shən] n. a being subjected to centrifugal action, esp. in a centrifuge * * * See centrifuge. * * * …   Universalium

  • centrifugation — [sen trif΄yo͞o gā′shən] n. a being subjected to centrifugal action, esp. in a centrifuge …   English World dictionary

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