This site is not complete. The work to converting the volumes of സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം is on progress. Please bear with us
Please contact webmastersiep@yahoo.com for any queries regarding this website.
Reading Problems? see Enabling Malayalam
അപകേന്ദ്രണം
സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം സംരംഭത്തില്‍ നിന്ന്
അപകേന്ദ്രണം
Centrifugation
അപകേന്ദ്രബലം (centrifugal force) ഉപയോഗിച്ച് ഘനത്വ (density) വ്യത്യാസമുളള പദാര്‍ഥങ്ങളെ വേര്‍തിരിക്കുന്ന പ്രക്രിയ.
ഘനത്വം വ്യത്യാസമുള്ളതും തമ്മില്‍ കലരാത്തതുമായ രണ്ടു ദ്രാവകങ്ങളുടെ ഒരു മിശ്രിതം ഒരു പാത്രത്തില്‍ അനക്കാതെ കുറെ സമയം വച്ചിരുന്നാല്‍ ക്രമേണ ഘനത്വം കൂടിയ ദ്രാവകം അടിയിലും കുറഞ്ഞതു മുകളിലുമായി വേര്‍തിരിഞ്ഞു കാണാവുന്നതാണ്. ഭൂമിയുടെ ഗുരുത്വമണ്ഡലത്തിന്റെ (gravitational field) പ്രവര്‍ത്തനംമൂലമാണ് ഇപ്രകാരം സംഭവിക്കുന്നത്. ഗുരുത്വമണ്ഡലത്തിന്റെ ദിശയില്‍ ഘനത്വംകൂടിയ വസ്തുവിന്റെ കണികകളില്‍ കൂടുതല്‍ ബലം അനുഭവപ്പെടുന്നു. വെള്ളത്തില്‍ മുക്കിയ തുണിയില്‍ നിന്നും വെള്ളം കീഴ്പോട്ട് ഊറിവരുന്നതും ഇക്കാരണത്താലാണ്. ഗുരുത്വമണ്ഡലത്തിനുപകരം അപകേന്ദ്രബലമണ്ഡലം ആയാലും പദാര്‍ഥങ്ങള്‍ ഘനത്വഭേദമനുസരിച്ച് ഇതുപോലെതന്നെ പെരുമാറുന്നു. ഗുരുത്വമണ്ഡലത്തിന്റെ തീവ്രത (indensity) സ്ഥിരമായിരിക്കെ അപകേന്ദ്രമണ്ഡലത്തിന്റെ തീവ്രത യഥേഷ്ടം നിയന്ത്രിക്കാവുന്നതാണ് എന്ന മെച്ചംകൂടിയുണ്ടുതാനും.
'ബാക്ടീരിയോളജി' സംബന്ധമായ പഠനങ്ങളില്‍ സൂക്ഷ്മാണുജീവികളുടെ സാന്ദ്രണ (concentration) ത്തിനു വളരെക്കാലമായി അപകേന്ദ്രണം ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നു. വൈറോളജി (Virology) യില്‍ ഇന്‍ഫ്ളുവന്‍സ, മസൂരി, മഞ്ഞപ്പിത്തം തുടങ്ങിയ രോഗങ്ങള്‍ക്കു കാരണമായ വൈറസുകളെപ്പറ്റി പഠിക്കുന്നതിനും വാക്സിന്‍ (vccine) നിര്‍മിക്കുന്നതിനും മറ്റും അവയെ രക്തത്തില്‍നിന്നും കോശമയമായ (cellular) പദാര്‍ഥങ്ങളില്‍നിന്നും വേര്‍തിരിച്ചെടുക്കേണ്ടതാവശ്യമാണ്. ആംശിക-അപകേന്ദ്രണം (differential centrifugation) വഴി മേല്പറഞ്ഞ പദാര്‍ഥങ്ങളില്‍ നിന്നും മറ്റു വസ്തുക്കളെ കഴിയുന്നത്ര നീക്കം ചെയ്ത് വൈറസുകളുടെ അനുപാതം വര്‍ധിപ്പിക്കാം.
വ്യാവസായികരംഗത്ത്, വാര്‍ണീഷിന്റെ തെളിച്ചം കൂട്ടുന്നതിനും ലൂബ്രിക്കന്റുകളില്‍ (lubricants) നിന്നും മെഴുകുമയമായ വസ്തുക്കളെ നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനും വിവിധ എമല്‍ഷനുകളുടെ (emulsions) നിര്‍മാണത്തിനും മറ്റും അപകേന്ദ്രണം ഉപയോഗപ്പെടുത്തിവരുന്നു.
അപകേന്ദ്രണയന്ത്രം (Centrifuge). ഒരു വസ്തുവിന്മേല്‍ പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്ന അപകേന്ദ്രബലം അതിന്റെ ദ്രവ്യമാനത്തിന് ആനുപാതികമായിരിക്കുമെന്നുള്ള തത്ത്വത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി മിശ്രിതരൂപത്തിലോ കൊളോയ്ഡാവസ്ഥ (colloidal stae) യിലോ വര്‍ത്തിക്കുന്ന പദാര്‍ഥങ്ങളെ വേര്‍തിരിക്കുന്നതിന് ഉപയോഗിക്കുന്ന ഉപകരണമാണ് അപകേന്ദ്രണയന്ത്രം.
അപകേന്ദ്രണത്തിനു വിധേയമാക്കേണ്ട പദാര്‍ഥം ഉള്‍ക്കൊള്ളുന്ന സംഭരണിയും അതിനെ അതിവേഗം ഭ്രമണം ചെയ്യിക്കാന്‍ ആവശ്യമായ സംവിധാനവുമാണ് അപകേന്ദ്രണ യന്ത്രത്തിന്റെ മുഖ്യഭാഗങ്ങള്‍. പദാര്‍ഥം അപകേന്ദ്രണ യന്ത്രത്തില്‍ അതിവേഗം ഭ്രമണം ചെയ്യുമ്പോള്‍ അതിന്റെ താരതമ്യേന ഘനത്വം കൂടിയ ഘടകം ഭ്രമണാക്ഷത്തില്‍നിന്ന് അകലേക്കും (അപകേന്ദ്രണബലമണ്ഡലത്തിന്റെ ദിശയില്‍) ഘനത്വം കുറഞ്ഞ ഘടകം ഭ്രമണാക്ഷത്തിനടുത്തേക്കുമായി നീങ്ങുന്നു. അങ്ങനെ ആരദിശയില്‍ (radial direction) ഒരു സാന്ദ്രതാഗ്രേഡിയന്റ് (concentration gradient) സഞ്ജാതമാകുന്നു. ഇതിനെ സൌകര്യാര്‍ഥം അക്ഷീയ (axial) ദിശയിലുള്ള സാന്ദ്രതാഗ്രേഡിയന്റ് ആക്കി മാറ്റാന്‍ കഴിയും.
ഗവേഷണത്തിനും ഗാര്‍ഹികവും വ്യാവസായികവുമായ ഉപയോഗങ്ങള്‍ക്കുമായി നിര്‍മിച്ചിട്ടുള്ള പലതരം അപകേന്ദ്രണയന്ത്രങ്ങള്‍ നിലവിലുണ്ട്.
മത്ത് (കടകോല്‍). തൈരില്‍നിന്നു വെണ്ണ വേര്‍പെടുത്താന്‍ ഉപയോഗിക്കുന്ന 'മത്ത്' എന്ന നാടന്‍ ഉപകരണം ഒരു തരം അപകേന്ദ്രണയന്ത്രമാണ്. മത്ത് വേഗത്തില്‍ കറക്കുമ്പോള്‍ മിശ്രിതം അതോടൊപ്പം കറങ്ങുന്നതിനാല്‍ അപകേന്ദ്രണബലം കൂടുതലനുഭവപ്പെടുന്ന ഘനത്വംകൂടിയ പദാര്‍ഥഭാഗങ്ങള്‍ കേന്ദ്രത്തില്‍ നിന്നകന്നുപോകുകയും തന്മൂലം അപകേന്ദ്രണബലം കുറച്ചനുഭവപ്പെടുന്ന ഘനത്വം കുറഞ്ഞ ഘടകം (വെണ്ണ) കേന്ദ്രത്തിലേക്കടുക്കുകയും ചെയ്യും. ഇങ്ങനെ വേര്‍തിരിക്കപ്പെടുന്ന വെണ്ണ മത്തില്‍ പറ്റിപ്പിടിക്കുന്നു. ഡയറികളില്‍ പാലില്‍നിന്നു വെണ്ണ വേര്‍പെടുത്തുന്നതിന് കുറേക്കൂടി പരിഷ്കൃതമാതൃകയിലുള്ള അപകേന്ദ്രണയന്ത്രം ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്.
സ്പിന്‍ ഡ്രൈയര്‍. ഗാര്‍ഹികാവശ്യങ്ങള്‍ക്ക് ഉപയോഗപ്പെടുത്തിവരുന്ന പ്രധാനപ്പെട്ട ഒരിനം അപകേന്ദ്രണയന്ത്രമാണ് വസ്ത്രം ഉണക്കുന്നതിനുള്ള സ്പിന്‍ ഡ്രൈയര്‍ (spin dryer). നനഞ്ഞ വസ്ത്രം ഒരു കുട്ടയില്‍വച്ച് അതിവേഗം കറക്കുന്ന ഒരു ഉപകരണമാണിത്. കറങ്ങുമ്പോള്‍ വസ്ത്രത്തില്‍ പറ്റിപ്പിടിച്ചിട്ടുള്ള ജലകണികകള്‍ പഞ്ഞിയെ അപേക്ഷിച്ച് താരതമ്യേന കൂടുതല്‍ അപകേന്ദ്രബലത്തിന് വിധേയമാകുന്നതിനാല്‍ അവ കുട്ടയുടെ വിടവുകളിലൂടെ അകലേക്ക് തെറിച്ചുപോകുന്നു.
വാതക-അപകേന്ദ്രണയന്ത്രം. വാതകമിശ്രിതങ്ങളില്‍ നിന്ന് അവയുടെ ഘടകങ്ങളെ വേര്‍തിരിക്കുന്നതിനുപയോഗിക്കുന്ന ഉപകരണമാണ് വാതക അപകേന്ദ്രണയന്ത്രം (gas centrifuge). വാതകമൂലകങ്ങളുടെ സ്ഥാനീയങ്ങളെ (Isotopes) വേര്‍തിരിക്കാന്‍ പ്രത്യേകിച്ചും സൌകര്യപ്രദമായ ഒരുപകരണമാണിത്. 'കണ്‍കറന്റ്' (concurrent) മാതൃകയിലുള്ള യന്ത്രത്തില്‍ ഒന്നോ അതിലധികമോ വാതകധാരകള്‍ (jets) ഒരറ്റത്തുകൂടെ പ്രവേശിക്കുമ്പോള്‍ ഭാഗികമായി വേര്‍തിരിക്കപ്പെട്ട സ്ഥാനീയങ്ങള്‍ മറ്റേ അറ്റത്തുകൂടെ പുറത്തു കടക്കുന്നു. 'കൌണ്ടര്‍ കറണ്ട്' (counter current) മാതൃകയിലുള്ള അപകേന്ദ്രണയന്ത്രത്തില്‍ യാന്ത്രികമായോ താപീയമായോ വാതകത്തിന്റെ ഒരു പ്രതിധാരാപ്രവാഹം (counter current circulation) സൃഷ്ടിച്ച് സാന്ദ്രതാഗ്രേഡിയന്റിനെ അക്ഷീയമാക്കി മാറ്റുന്നു. അക്ഷം കുത്തനെ വരുന്നവിധമാണ് യന്ത്രത്തിന്റെ സജ്ജീകരണമെങ്കില്‍ ഘനത്വം കുറഞ്ഞ സ്ഥാനീയം അക്ഷത്തോടു ചേര്‍ന്നു മുകളിലും കൂടിയത് ബാഹ്യഭിത്തിയോടു ചേര്‍ന്ന് അടിയിലും ശേഖരിക്കപ്പെടുന്നതാണ്.
പ്ളാസ്മയില്‍നിന്നും രക്താണുക്കളെ വേര്‍തിരിക്കുന്നതിന് ഒരുതരം അപകേന്ദ്രണയന്ത്രം ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്. ഇതില്‍ വിലങ്ങന്‍ തലത്തില്‍ ഭ്രമണം ചെയ്യുന്ന ഒരു ചക്രത്തിന്റെ വക്കില്‍ അനേകം പരീക്ഷണനാളികള്‍ ഉറപ്പിച്ചിരിക്കും. നിരീക്ഷണത്തിനു വിധേയമാക്കേണ്ട രക്തത്തിന്റെ സാമ്പിളുകള്‍ ഇവയില്‍ ഒഴിച്ച് ചക്രം അതിവേഗം കറക്കുന്നു. 'ആന്റി-ഹീമോഫിലിക ഗ്ളോബുലിന്‍' (anti-haemophilic globulin) തയ്യാറാക്കുന്നതിനു ബൃഹത്തായ അപകേന്ദ്രണ യന്ത്രങ്ങളുടെ സഹായം ആവശ്യമാണ്.
സാധാരണയായി പരീക്ഷണശാലകളില്‍ ഉപയോഗിക്കുന്ന അപകേന്ദ്രണ യന്ത്രങ്ങള്‍ മിനിറ്റില്‍ സു. 5,000 തവണ എന്ന നിരക്കില്‍ ഭ്രമണവേഗം ഉള്ളവയായിരിക്കും. കൊളോയ്ഡുകളുടെ അവസാദന (sedimentation) ത്തിന് ഈ വേഗം തികച്ചും അപര്യാപ്തമാണ്. ഈ വിഷയത്തില്‍ വിശദമായി പഠനം നടത്തിയ സ്വീഡിഷ് രസതന്ത്രജ്ഞനായ തിയോഡര്‍ സ്വെഡ്ബെര്‍ഗ് (1884) അത്യധികം ഭ്രമണവേഗമുള്ള 'അള്‍ട്രാ സെന്‍ട്രിഫ്യൂജ്' എന്ന ഒരുതരം അപകേന്ദ്രണയന്ത്രം നിര്‍മിക്കുകയുണ്ടായി. മിനിറ്റില്‍ 80,000 തവണയോളം ഭ്രമണം ചെയ്യാന്‍ കഴിവുള്ള അള്‍ട്രാ സെന്‍ട്രിഫ്യൂജ് കൊളോയിഡീയ രസതന്ത്രത്തിലും ഗവേഷണ പ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ക്ക് ഒഴിച്ചുകൂടാന്‍ പാടില്ലാത്ത ഒരു ഉപകരണമാണ്. നോ: അപകേന്ദ്രബലം, അഭികേന്ദ്രബലം, അള്‍ട്രാ സെന്‍ട്രിഫ്യൂജ്
(എം.എന്‍. ശ്രീധരന്‍ നായര്‍)
