一、按转鼓(Rotor)结构分类
固定角度转鼓(Fixed-Angle Rotor)
结构特点:样品管与转轴保持恒定倾斜角(通常 25°–45°);
适用场景:快速分离小体积微量样品,如生化常规澄清、血液成分分离;
优缺点:离心效率高、启动/制动耗时短;但分层面倾斜,不便于精确分层取样。
摆臂转鼓(Swing-Bucket Rotor)
结构特点:离心过程中转管由竖直摆臂自动摆平,样品管始终与转鼓水平;
适用场景:密度梯度分离(如蔗糖/Percoll 梯度纯化)、分层沉降后精确取液;
优缺点:分层界面平整,便于回收;但摆臂结构占用空间大,加速/减速时间长。
水平旋转转鼓(Horizontal Rotor)
结构特点:转鼓本体固定水平,转管始终水平;
适用场景:需要最大沉降面积的高分辨率分离,如超速离心、纳米颗粒分级;
优缺点:分辨率最高,但制造与动平衡难度大,成本较高。
垂直转鼓(Vertical Rotor)
结构特点:转管平行于转轴,沉降路径最短;
适用场景:大体积、连续流式分离(管式离心机)、工业脱水;
优缺点:容积利用率高、物料通量大;但沉降路径短导致分离度相对较低。
二、按工作方式分类
间歇式离心机(Batch Centrifuge)
连续式离心机(Continuous-Flow Centrifuge)
工作流程:物料源源不断地进料,分离后产物持续排出;
典型机型:管式连续离心机、螺带推料离心机;
适用场景:大规模生产、发酵液澄清、污泥脱水;
特点:产能高、可在线运行;但设备结构复杂、对物料流变性能要求较苛刻。
半连续式离心机(Semi-Continuous Centrifuge)
工作流程:固定周期在线进料、定期卸渣;
典型机型:压缩式离心脱水机;
适用场景:污水处理、化工浆料浓缩;
特点:结合了间歇与连续的优点,操作便捷,能耗较低。
三、按转速与分离强度分类
低速离心机(Low-Speed Centrifuge)
转速范围:≤ 6 000 rpm,RCF ≤ 6 000×g;
应用示例:初步沉降、大颗粒分离、血细胞分离前处理;
特点:动力需求小,噪声与振动低,设备成本适中。
高速离心机(High-Speed Centrifuge)
转速范围:6 000–20 000 rpm,RCF 6 000–30 000×g;
应用示例:蛋白质、病毒、胞器分离;微量管澄清;
特点:分离效率高,周期短;对转鼓材质与动平衡要求升高。
超速离心机(Ultracentrifuge)
转速范围:> 20 000 rpm,可达 100 000 rpm 以上,RCF > 100 000×g;
应用示例:纳米材料分级、膜蛋白结晶、病毒纳米颗粒纯化;
特点:分辨率极高,可分离极微小颗粒;对密封、冷却与轴承系统要求极端苛刻。
四、按温控功能分类
常温离心机(Non-Refrigerated Centrifuge)
特点:结构简单、维护成本低;适合常温稳定样品分离;
局限:不能有效防止热敏物质变性或微生物生长。
低温离心机(Refrigerated Centrifuge)
特点:内置压缩机或半导体制冷,可将样品温度降至 −20℃–20℃;
应用示例:酶制剂、蛋白样品、抗体纯化;
维护注意:制冷系统需定期补充制冷剂与清洗冷凝器。
恒温离心机(Thermostatic Centrifuge)
特点:除制冷外可加热,加热/制冷温度范围更广(例如 4℃–60℃);
应用示例:需要严格温度梯度实验的研究场景;
局限:成本更高,控制系统更复杂。
五、按自动化与智能化程度分类
手动控制型
特点:简单按键或旋钮设定转速与时间;
适用场景:教学示范、小规模实验。
程序化控制型
特点:可编辑多段程序、保存多组常用方法;
适用场景:重复性实验、多工艺开发。
联网与数据追踪型
特点:具备USB/以太网接口,可导出运行曲线与日志,兼容LIMS/MES;
适用场景:GMP/GLP质量管理、生产批次追溯。
自适应智能型
特点:在线监测不平衡、温度、电导率或浊度,自动调节加速曲线与卸料时间;
适用场景:复杂体系分离、全自动生产线。
六、按应用领域特色分类
临床与血液学离心机
特征:符合 ISO 15189 和 CLSI 标准,具有特殊转管卡具;
应用:血浆、血清、血细胞分层与检测;
安全:要求全闭锁式机盖与生物安全箱兼容。
特征:支持 PCR 管、Eppendorf 管(0.2–2.0 ml)、8×0.2 ml 峰端转管;
应用:核酸沉淀、胶回收、快速微量管澄清;
优势:超高速、高精度、噪声极低。
工业化大规模离心机
管式连续机、盘式离心机、螺带推料机等;
应用:生物发酵液澄清、污泥脱水、油水分离;
特点:结构坚固、易于维护、产能大、节能性和自动化程度各异。
食品与饮料专用离心机
特征:符合食品级卫生标准(FDA、CE EHEDG);
应用:果蔬汁澄清、牛奶脱脂、啤酒净化;
重点:材质选用食品级不锈钢、可在线 CIP/SIP 清洗。
七、按驱动方式与结构特色分类
皮带传动离心机
优点:成本较低、易维护;
缺点:转速调节范围受限、传动效率稍低、存在皮带磨损。
直驱离心机
优点:扭矩输出稳定、能耗低、维护简便;
缺点:电机成本较高,对控制系统要求更严苛。
磁悬浮轴承离心机
优点:无接触摩擦,极低振动,可达超速水平;
缺点:系统复杂、造价昂贵、需专业维护。
模块化可更换转鼓系统
特点:同一主机可根据需求快速更换不同规格、不同材质的转鼓;
优势:提高仪器通用性,节省购机成本。
总结与选型建议
通过以上分类,可见电动离心机类型繁多、性能差异显著。选型时应综合考虑:
分离目标与样品特性(密度差、黏度、颗粒尺寸、温度敏感性);
处理量与工作方式(间歇/连续、单次容量、产能需求);
转速与RCF需求(低速至超速,对应不同分辨率);
温控与自动化(温度范围、程序存储、联网能力、自适应功能);
驱动与结构(直驱/皮带、轴承类型、转鼓更换);
安全与维护(不平衡检测、超速保护、易损件维护周期);
应用领域认证与材质(临床、食品级、GMP/GLP、化学耐腐蚀)。
对研究型用户,可优先考虑实验室高速/超速离心机配合多种转鼓;对生产型用户,则需评估工业连续离心机的通量、能耗与自动化程度;对特殊行业,还要关注温控、卫生及安全标准。综合上述多维度因素,方能在众多机型中找到最契合自身需求的电动离心机,实现高效、可靠、经济的分离工艺。