Lorsque la décantation de particules sous l'effet du champ de pesanteur est inefficace ou trop lente, on a alors recours au procédé de centrifugation. Pour cela, on substitue au champ de pesanteur terrestre un champ de forces centrifuges infiniment plus grand, soit de 500 000 à 1 million de fois l'accélération de la pesanteur (g = 9,81 m . s-2). Les centrifugeuses sont couramment utilisées par les laboratoires de biologie, afin de séparer des cellules, des protéines, ou encore de purifier des virus. La séparation des isotopes 235 et 238 de l'uranium peut être réalisée à partir de l'hexafluorure d'uranium UF6 par centrifugation. Cette manipulation est cependant peu pratiquée, en raison des contraintes exigées par l'appareillage.
Dans la vie courante, les applications de la centrifugation sont nombreuses : essorage de la salade, du linge, écrémage du lait ou encore confection de jus de fruits ou de légumes.
1. Particules soumises à un champ centrifuge
En l'absence d'agitation, des particules dispersées dans un fluide sont soumises, d'une part, aux forces de pesanteur qui tendent à les faire se rassembler au fond du récipient et, d'autre part, à la poussée d'Archimède qui tend à les faire remonter à la surface : le mouvement des particules dépend donc de l'intensité relative de ces forces. Si elles sont égales, les particules flottent, si la pesanteur l'emporte, les particules sédimentent, et cela d'autant plus vite que leur différence de densité avec le milieu de dispersion est grande.
Sous l'effet d'une agitation, la concentration du milieu en particules dispersées est homogénéisée et la sédimentation n'a pas lieu.
Des particules dont les dimensions sont inférieures à 2 micromètres peuvent ne pas décanter, et leurs dispersions apparaissent homogènes à l'échelle macroscopique. On a alors des solutions colloïdales ou sols. Les suspensions peuvent être des petits grains de matériaux massiques, des cellules, des virus, des bactéries, des macromolécules comme les protéines, etc. La disp […]
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