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Aula de Centrifugação - Operações Unitárias

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Centrifugação
A centrífuga é um aparelho para separar as partículas de sistemas 
que demorariam muito a se separarem só com a força da gravidade
Há dois tipos principais de centrifugação:
Preparatório: isolamento de partículas 
específicas
Analítico: medida das propriedades 
físicas de uma partícula em 
sedimentação
A centrifugação usa a força 
centrífuga para a separação, 
mas depende também do 
rotor e do tubo utilizado.
Operações unitárias em Engenharia Química
Centrifugação diferencial
Teoria: as amostras são centrifugadas a uma dada velocidade,
resultando em um sobrenadante e em uma fração do pélete.
Pélete = mistura de todos os componentes sedimentados e 
não de todos aqueles que são desejados
As amostras são 
isoladas proporcional 
a velocidade de 
sedimentação 
(tamanho de 
partículas)
Centrifugação por gradiente de densidade
Teoria: separação de partículas que têm a mesma densidade 
de flutuação, mas diferem em forma ou tamanho. A amostra é 
colocada sobre um gradiente de sacarose (15 a 40%) ou 
outro meio viscoso.
A centrifugação deve 
ser interrompida 
quando as partículas 
forem separadas, mas 
antes que todas as 
partículas atinjam o 
fundo do tubo.
Equipamentos
As centrifugas costumam ser divididas de acordo com 
algumas de suas características
Centrífuga de bancada: centrífuga para múltiplos fins. Não precisa 
estar necessariamente em cima de uma bancada, poderá aparecer 
sobre a mesa.
Rpm em ângulo fixo: 14.000; em ângulo oscilante: 4800
Volume dos tubos: 2 – 180 mL
Centrífuga clínica: sedimentação de soro, urina, células e sangue
Rpm: 6000
Tubos: vários tipos de tubos de vidro são normalmente usados, 
desde capilares de hematócrito até tubos de 75 mL
Microcentrífuga: precipitações em etanol. Células a baixa velocidade
Rpm: ângulo fixo: 13.000
Tubos: eppendorf 0,5 – 2 mL
Ultracentrífuga: concentração de vírus, isolamento de membrana e 
de fração subcelular, isolamento de DNA e RNA
Rpm: 100.000
Tubos: nitrocelulose, polialômero
As centrífugas de alta velocidade e as ultracentrífugas são 
constituídas com unidades de refrigeração, necessárias devido 
ao calor gerado pela alta velocidade. Outras são encontradas 
tanto em modelos refrigerados como não-refrigerados
Equipamentos
Modelo Fixo
Bancada
Clínica
Multi-uso
Alta velocidade
Microcentrífuga
Rotores
Há quatro tipos principais de 
rotores: 
•Ângulo fixo;
•Suporte oscilante;
•Fluxo contínuo;
•Zonal.
Somente os rotores de ângulo 
fixo e de suporte oscilante (rotor 
horizontal) são equipamentos 
laboratoriais. Os outros dois são 
para uso muito especializado.
Usos: concentração de amostras. É o braço forte do laboratório.
Descrição: a amostra é colocada a um dado ângulo fixo ao plano 
de rotação.
Vantagens: trabalha mais rápido. As substâncias têm uma força 
centrífuga relativa aumentada e são sedimentadas mais 
rapidamente do que o rotor com suporte oscilante.
Por apresentarem poucas partes móveis, apresentam poucas 
falhas mecânicas.
Desvantagens: como os materiais são forçados contra as 
paredes do tubo da centrífuga, eles escorrem pelas mesmas, 
causando a abrasão das partículas contra as paredes do tubo.
Ângulo fixo
Usos: separação de materiais. Frequentemente usada em
trabalho clínico para separar suavemente as células.
Descrição: permite que a amostra gire no eixo do plano de
rotação.
Vantagens: os materiais se movimentam por todo o comprimento
do tubo da centrífuga e pelo meio dentro do tubo. Isso é suave
para a amostra e permite a formação de gradientes e de
camadas.
Desvantagens: a força centrífuga aparentemente longa leva mais
tempo para precipitar que a de ângulo fixo. Há muitas partes
móveis, que podem se desgastar com o uso prolongado.
Suporte oscilante (rotor horizontal)
TUBOS UTILIZADOS COM ROTORES DIFERENTES
Vedação rápida por 
calor para contenção 
de material de risco
oak ridge-
grandes 
volumes
Tubos 
cônicos –
excelentes 
péletes de 
células
Microplacas
Minicentrifuga
Regras de trabalho
Centrifugar materiais radioativos, com risco biológico ou
infecciosos: usar a centrifuga apropriada e indicada para esses
materiais. Cuidado, pois o rotor e a parte interna da centrífuga
podem estar contaminados.
Equilibre todos os tubos com os seus suportes, tampas, 
proteção e pinos. Não equilibre somente os tubos e sim 
todo o sistema de partes removíveis.
Conheça as limitações de velocidade de cada centrífuga e 
rotor e não ultrapasse esses limites.
Lembre-se de que os rotores de suporte oscilante não podem 
girar tão rápido quanto os rotores de ângulos fixo, por isso 
não faça suposições. Se o barulho da centrífuga parecer 
forçado, é provável que tenha ultrapassado a velocidade 
recomendada.
Regras de trabalho
Não use tubos com rachadura
Como Centrifugar ?
Escolha os tubos apropriados ao volume e a natureza do que 
você vai centrifugar. Use o menor número de tubos possível.
Exemplo: centrifugar 1 L de material, usar 4 de 250 mL e não 
20 de 50 mL.
Lembrar que muitos tubos são adequados para baixas 
velocidades.
Preencha os tubos até 2 cm da borda
Saiba a que velocidade a amostra deve ser centrifugada. 
Saber também se é necessário que ela seja refrigerada.
•Equilibre os tubos. Cada tubo deve ser centrifugado com um 
tubo do mesmo peso colocado do lado oposto.
•Somente os tubos colocados frente a frente precisam ser do 
mesmo peso.
•Tubos de microcentrifugas são ajustados pelo volume e não 
pelo peso.
Os tubos desequilibrados e sem um 
contrapeso causam a maioria dos 
transtornos no uso da centrífuga.
Como Centrifugar ?
•Programe a centrífuga
•Velocidade
•Temperatura
•Cronômetro 
Não pare o rotor manualmente! Poderá 
machucar você e também será 
prejudicial ao eixo do motor e às travas. 
Espere que o rotor pare completamente 
por si mesmo.
Como Centrifugar ?
Tubos de centrifuga
Os volumes podem 
variar de microlitros a 
litros. O objetivo é 
tentar usar o menor 
número de recipientes.
Os tubos com material 
biológico devem sempre 
conter tampa de rosca ou 
pressão, nunca devem ser 
deixados abertos.
Caso você esteja sem tampa no 
momento, utilize pelo menos 
filmes plásticos, mas não papel 
alumínio ou rolos algodão, pois 
estes podem contaminar ou 
desintegrar.
Tubos de centrifuga
Os tubos podem ter o fundo 
arrendondado ou cônico. Na maioria 
dos casos, isso não importa. Num tubo 
cônico, centrifugado num rotor de 
suporte oscilante, o pélete formará um 
botão no fundo do tubo e será facil 
remover o sobrenadante sem pertubar 
o pélete. Mas centrifugar num rotor de 
ângulo fixo e num tubo cônico fará 
com que o pélete fique espalhado ao 
longo de um lado do tubo.
Tubos de centrifuga
Remoção de sobrenadantes
Despejar fora o sobrenadante (decantação)
Vantagem: rapidez
Desvantagens: produz aerossóis, pode 
desalojar o pélete
Aspirar o sobrenadantes
Vantagem: delicado, não pertuba o pélete.
Desvantagem: lento para volumes grandes
Não consegui a formação de pélete, o que foi que houve?
•A centrifugação pode não ter sido rápida ou longa o 
suficiente
•O fluido de suspensão é muito espesso.
•Pode não haver material suficiente para sedimentar
Tente centrifugar mais tempo e mais rápido!
A centrifuga não esta funcionando e agora?
•Certifique que a centrifuga está ligada a tomada
•Veja a velocidade ajustada: muitas pessoas terminam os
seus trabalhos e deixam a centrifuga em 0 rpm, portanto é
so aumentar.
•Muitas centrifugas só entram em atividadequando estão
na temperatura correta.
•Muitas centrífugas só funcionam com a tampa fechada,
portanto observe se a tranca “estalou”.

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