A. Apa itu Centrifugal Concentrator?

Centrifugal concentrator merupakan proses penguapan pelarut untuk mengkonsentrasikan atau mengeringkan sampel biologis maupun non-biologis. Sedangkan Centrifugal vacuum concentrator adalah teknik sentrifugal yang komprehensif, pemanasan dan vakum yang disediakan oleh pompa vakum eksternal untuk menguapkan pelarut, yang dapat memproses beberapa sampel volume kecil menjadi keadaan pelet kering atau basah secara bersamaan.

B. Prinsip Kerja Centrifugal Concentrator

Prinsip konsentrasi sentrifugal adalah untuk menghilangkan larutan secara terus-menerus dan efektif dengan mengurangi tekanan, yang menurunkan titik didih larutan, dan juga menerapkan gaya sentrifugal dan panas untuk mengurangi kemungkinan benturan pelarut dan memperpendek proses penguapan. Singkatnya Ketika tekanan menurun, titik didih pelarut juga menurun. Ketika tekanan turun cukup rendah, pelarut mulai mendidih dan menguap.Pompa vakum membuat ruang sentrifugal konsentrator dalam keadaan vakum, yang mengurangi titik didih pelarut dan mempercepat penguapannya. Pada saat yang sama, sampel selalu diuapkan pada suhu rendah, yang secara efektif mencegah inaktivasi sampel yang sensitif terhadap panas.

Gambar 1. Prinsip Kerja Centrifugal Concentrator

Karena sebagian besar sampel yang akan diproses dengan konsentrator sentrifugal mengandung pelarut atau larutan kimia, penting untuk menggunakan pompa vakum tahan bahan kimia guna menghindari kerusakan pompa yang cepat. Persyaratan vakum maksimum mungkin berbeda-beda, tergantung pada titik didih zat yang akan diuapkan. Kontrol vakum yang akurat sangat penting untuk menghindari benturan pelarut dan kehilangan sampel.

Centrifugal concentrator mengadopsi sistem sentrifugal penggerak elektromagnetik untuk memastikan bahwa sampel tidak akan keluar dari tabung sampel, sehingga terhindar dari pendidihan dan kontaminasi silang pada sampel. Ruang sentrifugal dilengkapi dengan perangkat kontrol suhu untuk mengimbangi energi yang dikonsumsi selama penguapan dan memastikan konsentrasi sampel yang aman dan efisien.

C. Faktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi Centrifugal Concentrator

Efisiensi dan hasil konsentrasi sentrifugal dipengaruhi oleh berbagai faktor utama, diantaranya:

1. Tingkat Vakum:
   Dengan meningkatkan tingkat vakum (yaitu, mengurangi tekanan), titik didih pelarut secara efektif diturunkan, membantu mempercepat penguapan pelarut dan mengurangi risiko kehilangan sampel selama proses penguapan.
2. Suhu:
   Menaikkan suhu secara moderat dapat meningkatkan laju penguapan pelarut. Namun, untuk zat yang sensitif terhadap panas, suhu tinggi dapat menyebabkan degradasi dan denaturasi zat. Oleh karena itu, penyesuaian suhu harus dilakukan tanpa merusak sampel.
3. Gaya Sentrifugal:
   Gaya sentrifugal tidak hanya meningkatkan luas permukaan cairan tetapi juga menggerakkan larutan ke dasar, sehingga mengurangi terjadinya benturan. Hal ini secara efektif dapat mencegah hilangnya sampel dan kontaminasi silang. Selain itu, gaya ini memungkinkan sampel mengendap sepenuhnya di dasar tabung sentrifus, sehingga meningkatkan laju pemulihan tanpa residu pada dinding tabung.
4. Perangkat Kondensasi:
   Mengembunkan dan menangkap uap pelarut yang dihasilkan selama proses konsentrasi secara efektif menggunakan suhu rendah memastikan keamanan, mengurangi limbah, dan meningkatkan efisiensi konsentrasi.

Selain faktor-faktor di atas, karakteristik sampel yang berbeda, seperti viskositas dan stabilitas termal, juga dapat mempengaruhi efisiensi konsentrasi. Oleh karena itu, selama pengoperasian, setiap parameter harus disesuaikan menurut karakteristik spesifik sampel yang sedang diproses.

D. Keuntungan Teknologi Centrifugal Concentrator

1. Konsentrasi suhu rendah:
   Dalam suhu rendah maka mengurangi kehilangan sampel, denaturasi, kehilangan aktivitas, dan oksidasi.
2. Kehilangan lebih sedikit sampel:
   Sampel tidak menghasilkan busa, kehilangan lebih sedikit, dan hasil tinggi.
3. Throughput tinggi:
   Memproses puluhan hingga ratusan sampel secara bersamaan tanpa kontaminasi silang
4. Aman dan sederhana:
   Pengoperasian satu tombol, aman dan nyaman, menghindari kesalahan pengoperasian.

E. Aplikasi Centrifugal Concentrator

Centrifugal concentrator banyak digunakan di berbagai bidang diantaranya:

1. Riset Biomedik
   Dalam Riset Biomedik alat ini penting dalam menghasilkan dan identifikasi protein, DNA/RNA serta pemisahan sel.
   1. Konsentrasi Protein:
      Dalam sampel biologis, konsentrator sentrifugal dapat digunakan untuk mengonsentrasikan larutan protein, sehingga menghasilkan konsentrasi yang lebih tinggi untuk analisis dan identifikasi protein berikutnya.
   2. Konsentrasi Asam Nukleat:
      Digunakan untuk mengekstraksi dan mengkonsentrasikan DNA atau RNA, terutama dalam penelitian yang melibatkan PCR (polymerase chain reaction) atau pengurutan gen.
   3. Pemisahan Sel:
      Dapat digunakan untuk memisahkan jenis sel tertentu dari sampel sel campuran untuk penelitian atau analisis lebih lanjut.
2. Diagnostik Klinis
   Dalam Diagnosis Klinis Centrifugal concentrator berperan dalam memisahkan komponen seldarah maupun urine.
   1. Pemrosesan Sampel sel darah:
      Di laboratorium klinis, konsentrator sentrifugal digunakan untuk memproses sampel darah, memisahkan plasma, serum, dan komponen seluler untuk membantu berbagai uji hematologi dan biokimia.
   2. Digunakan untuk mengkonsentrasikan sel dan sedimen dalam sampel urin untuk analisis dan deteksi zat abnormal.
3. Lingkungan
   Di bidang lingkungan alat ini juga sangat membantu dalam pemantauan air dan partikel  mikro di udara.
   1. Pengujian Kualitas Air:
      Dalam pemantauan lingkungan, konsentrator sentrifugal dapat digunakan untuk memproses sampel air, memisahkan dan mengonsentrasikan polutan kecil, bakteri, atau partikel lain untuk analisis lebih lanjut.
   2. Analisis Sampel Udara:
      Digunakan untuk mengonsentrasikan partikel mikro dan polutan dari sampel udara untuk menganalisis kualitas udara dan tingkat polusi.
4. Industri Makanan dan Minuman
   Centrifugal concentrator dalam bidang industri ini memberikan kontribusi yang cukup besar dalam menciptakan rasa dan kualitas makanan serta minuman.
   1. Konsentrasi Minuman:
      Dalam produksi jus, konsentrator sentrifugal dapat digunakan untuk mengonsentrasikan jus buah dengan membuang kelebihan air, meningkatkan rasa, dan memperpanjang masa simpan.
   2. Analisis Komponen Makanan:
      Digunakan untuk memisahkan dan mengonsentrasikan komponen tertentu dari sampel makanan, seperti lemak, gula, atau aditif, untuk pengendalian kualitas dan analisis komponen.
5. Kimia dan Material
   Perannya dalam bidang kimia dan Material, sebagai pemisah produk hasil reaksi kimia dan sintesis nanomaterial.
   1. Pemisahan Produk Reaksi Kimia:
      Digunakan untuk memisahkan dan mengonsentrasikan produk target dari campuran reaksi kimia, meningkatkan kemurnian dan konsentrasi produk.
   2. Sintesis Nanomaterial:
      Dalam sintesis nanomaterial, konsentrator sentrifugal digunakan untuk memisahkan dan mengonsentrasikan nanopartikel untuk karakterisasi dan aplikasi lebih lanjut.
6. Industri Farmasi
   Dalam bidang Farmasi centrifugal concentrator berperan dalam pengembangan produk obat dan vaksin.
   1. Pengembangan dan Produksi Obat:
      Digunakan untuk mengonsentrasikan larutan dan ekstrak obat, meningkatkan konsentrasi obat untuk proses penelitian dan produksi.
   2. Produksi Vaksin:
      Selama produksi vaksin, konsentrator sentrifugal digunakan untuk memisahkan dan mengonsentrasikan komponen vaksin, meningkatkan kemanjuran vaksin.
7. Forensik
   Dalam bidang Forensik centrifugal concentrator untuk analisa obat/racun yang terdapat dalam urine/serum.
   1. Pengujian Toksikologi:
      Digunakan untuk memusatkan racun dan obat-obatan dari sampel biologis (seperti serum atau urin) untuk meningkatkan sensitivitas dan akurasi deteksi.

F. Tips memilih Centrifugal Concentrator

Untuk meningkatkan efisiensi konsentrasi secara signifikan dan mengurangi kehilangan pelarut serta potensi risiko keselamatan terdapat 3 hal penting yang perlu diperhatikan dalam memilih centrifugal concentrator, yaitu:

1. Konsentrator Sentrifugal:
   Pilih instrumen konsentrator sentrifugal yang dapat menampung berbagai volume sampel pekat dengan mengubah rotor, seperti tabung Eppendorf 0,5 mL / 1,5 mL / 2,0 mL atau tabung sentrifus 15 mL / 50 mL. Pastikan model yang dipilih memiliki rotor yang kompatibel.
2. Peralatan Vakum:
   Pilihlah pompa vakum tahan korosi untuk memastikan ketahanan saat menangani pelarut. Jika sampel sensitif terhadap fluktuasi tekanan (zat yang sensitif terhadap tekanan), Anda juga dapat mempertimbangkan untuk memasang pengontrol vakum guna mengurangi fluktuasi tekanan atau menggunakan sistem kontrol vakum otomatis untuk langsung mengganti pompa vakum, yang secara efektif meningkatkan presisi kontrol vakum.
3. Peralatan Kondensasi (Cold trap):
   Peralatan ini mengembunkan uap pelarut menjadi cairan, mencegah uap pelarut memasuki pompa vakum dan menyebabkan kerusakan pompa, sehingga memperpanjang masa pakai pompa. Peralatan ini juga mencegah uap pelarut keluar ke lingkungan, yang menimbulkan bahaya bagi operator.

G. Instrumen Centrifugal Concentrator

Berikut ini kami rekomendasi instrumen Vacuum Centrifugal Concentrator dari JM Technology. Mereka fokus dalam R&D dan produksi konsentrator sentrifugal vakum. Sejak munculnya konsentrator sentrifugal otomatis, JM telah menjadi tolok ukur konsentrator sentrifugal dalam teknologi otomasi. Berikut kami tampilkan 3 Model untuk centrifugal concentrator dari JM Technology.

Tabel 1. Alat Centrifugal Concentrator

Centrifugal Concentrator	MC-1 (Basic)	CV-200 (Cost Effective)	Auto R3 (Integrated with pump inside)
Instrument
Speed range (rpm)	1800	300~1800	800~2000
Max. centrifugal force	380×g	430×g	530×g
Time range (min)	0~9999		1~9999
Temp. control range	R+5℃~+70℃	RT+5℃~+80℃	RT+5℃~+100℃
Ultimate vacuum value	–	≤30pa	<13mbar
Pumping speed	–	–	33 L/min
Noise	≤55dB(A）	≤60dB(A)	≤60dB(A)
Power	1000W	1100W	1150W
Voltage	AC220V 50Hz/60Hz  10A
Standard Rotor	66×1.5ml	optional	optional
Size(L*D*H)	350×280×290mm	520×360×240mm	608×370×299mm
Weight	18KG	25.8KG	37.9KG
Accessories	– Vacuum Pump: Corrosion-resistant diaphragm pump (410/480) – Cold Trap: Low-temperature cold trap (JM50/JM50-Plus) – Rotor: 10×15ml / 66×1.5ml / 24×5ml / 6×50ml	– Vacuum Pump: Corrosion-resistant diaphragm pump (410/480) Vacuum oil pump 420 Vacuum oil pump 430 Imported diaphragm pump 460 Organic solvent- resistant oil pump 490 – Cold Trap: Low-temperature cold trap (JM50/JM50-Plus) Ultra-low temperature cold trap JM80(-80℃) – Rotor: 90×1.5ml / 24×5ml+66×1.5ml / 54×1.5ml+48×0.6ml / 24×8×0.2ml / 40×10ml / 20×10ml(Round Bottom) / 8×50ml+8×10ml /20×15ml(Conical Bottom) / 8×50ml(Conical Bottom) / 64×2ml(Glass Vial) / 8×40ml+8×10ml / 2×96 Microplate	– Rotor: 90×1.5ml / 24×5m1+66×1.5ml / 24×8×0.2ml / 72×5ml(Round Bottom) / 8×50ml(Conical Bottom) / 20×15ml(Conical Bottom) / 64×2ml(Glass Vial) / 2×96 Microplate

Sumber:
JM Technology Brochure
Rocker Centrifugal Vacuum Concentrator.
Website: https://www.rocker.com.tw/en/application/centrifugal_vacuum_concentrator/ 24/03/2025/10.00WIB
https://www.cn-centrifuge.com/The-Different-Applications-Of-Yingtai-Centrifugal-Concentrator-id47375166.html. 24/02/2025/16.30WIB