【离心课堂】转头效率K因子与离心时间
转头的k值
转头的k值（又称k因子或k系数）用以衡量转头的沉淀效率。所有的离心机厂家在转头出厂时都计算了制备型转头的k值，转头k值通过在转头运行至|高转速、离心管装满样品时计算得到的，其计算公式如下：
(1)
k– 转头的k值
rmax– 大半径，指旋转轴到离心管底端的垂直距离
rmin– 小半径，指旋转轴到离心管顶端的垂直距离
ω – 角速度
由于(2)
将公式（2）代入公式（1）可得到以下转头k值的计算公式：
(3)
由上得出转头k值是与转头的|高转速和形状有关。
|高转速*一样的转头，离心管与轴的角度越小，也就是rmax / rmin越小，k值就越小。所以制备型超速离心机的四类转头的k值如下：水平转头k值>定角转头k值>近垂直转头k值>垂直转头k值。
如果在离心时，转头没有运行到|高转速，那么rpm就不能使用|高转速的k值，必须将转头实际运行转速代入公式（3）来计算实际的k值。
(4)
离心时间
已知某转头k值和颗粒的沉降系数，可以计算出用该转头分离颗粒时所需要的时间。其公式如下：
(5)
t– 沉淀时间（单位：小时）
k– 指实际运行状态下的转头k值
s– 颗粒的沉降系数
由公式（5）可以看出，转头k值是评估转头离心效率的一个指标，对于沉淀同一颗粒，转头k值越小，颗粒沉淀所需要的时间就越短，也就是离心效率越高；反之，转头k值越大，颗粒沉淀所需要的时间就越长，转头的离心效率越低。
举例：分离沉降系数为15 s的蛋白，如果用的转头k值是15，那么沉降该蛋白颗粒所需要的时间是：
t = k/s = 15/15 = 1小时
如果用的转头k值是18，那么沉降所需的时间是：
t = k/s = 18/15 = 1.2小时
已知一个转头k值和沉淀所需要的时间，如果用另一个转头来沉淀同样的颗粒，可以用以下公式来计算需要沉淀的时间：
(6)
ka–a转头的k值
kb–b转头的k值
ta–a转头沉降样品所需要的时间
tb–b转头沉降样品所需要的时间
如果该转头不是在|高转速下运行，或者样品没有装满，又或者换用了其他更小的离心管（例如g-max管等），相应k值都会发生改变，相应离心所需的时间也需要重新计算。
综上所述，k因子已经综合考虑了离心的转速、相对离心力以及样品在小半径和大半径等位置的受力改变情况，还有颗粒沉降的行程等因素，是计算离心时间、评价转头离心效率的准确和重要指标。
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(1)
k– 转头的k值
rmax– 大半径，指旋转轴到离心管底端的垂直距离
rmin– 小半径，指旋转轴到离心管顶端的垂直距离
ω – 角速度
由于(2)
将公式（2）代入公式（1）可得到以下转头k值的计算公式：
(3)
由上得出转头k值是与转头的|高转速和形状有关。
|高转速*一样的转头，离心管与轴的角度越小，也就是rmax / rmin越小，k值就越小。所以制备型超速离心机的四类转头的k值如下：水平转头k值>定角转头k值>近垂直转头k值>垂直转头k值。
如果在离心时，转头没有运行到|高转速，那么rpm就不能使用|高转速的k值，必须将转头实际运行转速代入公式（3）来计算实际的k值。
(4)
离心时间
已知某转头k值和颗粒的沉降系数，可以计算出用该转头分离颗粒时所需要的时间。其公式如下：
(5)
t– 沉淀时间（单位：小时）
k– 指实际运行状态下的转头k值
s– 颗粒的沉降系数
由公式（5）可以看出，转头k值是评估转头离心效率的一个指标，对于沉淀同一颗粒，转头k值越小，颗粒沉淀所需要的时间就越短，也就是离心效率越高；反之，转头k值越大，颗粒沉淀所需要的时间就越长，转头的离心效率越低。
举例：分离沉降系数为15 s的蛋白，如果用的转头k值是15，那么沉降该蛋白颗粒所需要的时间是：
t = k/s = 15/15 = 1小时
如果用的转头k值是18，那么沉降所需的时间是：
t = k/s = 18/15 = 1.2小时
已知一个转头k值和沉淀所需要的时间，如果用另一个转头来沉淀同样的颗粒，可以用以下公式来计算需要沉淀的时间：
(6)
ka–a转头的k值
kb–b转头的k值
ta–a转头沉降样品所需要的时间
tb–b转头沉降样品所需要的时间
如果该转头不是在|高转速下运行，或者样品没有装满，又或者换用了其他更小的离心管（例如g-max管等），相应k值都会发生改变，相应离心所需的时间也需要重新计算。
综上所述，k因子已经综合考虑了离心的转速、相对离心力以及样品在小半径和大半径等位置的受力改变情况，还有颗粒沉降的行程等因素，是计算离心时间、评价转头离心效率的准确和重要指标。
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