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磁力攪拌器的原理,分類和應用
發(fā)布日期: 2023/3/8 8:48:01

磁力攪拌器是用于液體混合的實驗室儀器,主要用于攪拌或同時加熱攪拌低粘稠度的液體或固液混合物。磁力攪拌器基本原理是利用磁場的同性相斥、異性相吸的原理,使用磁場推動放置在容器中帶磁性的攪拌子進行圓周運轉,從而達到攪拌液體的目的。磁力攪拌器配合加熱溫度控制系統(tǒng),可以根據(jù)具體的實驗要求加熱并控制樣本溫度,維持實驗條件所需的溫度條件,保證液體混合達到實驗需求。
在實驗室中,常常需要在攪動待側溶液的情況下進行分析操作。如pH值測定、電位滴定以及電位法測定各種離子等,這些都是在磁力攪拌器上進行的??梢哉f,磁力攪拌器是廣泛應用于大中院校、環(huán)保、科研、衛(wèi)生、防疫、石油、冶金、醫(yī)療等單位的必備工具。
攪拌器是有機化學實驗必不可少的儀器之一,它可使反應混合物混合得更加均勻,反應體系的溫度更加均勻,從而有利于化學反應的進行特別是非均相反應。

攪拌器的攪拌方法

攪拌的方法有三種:人工攪拌、磁力攪拌、機械攪拌。
人工攪拌
一般借助于玻棒就可以進行,磁力攪拌是利用磁力攪拌器,機械攪拌則是利用機械攪拌器。磁力攪拌器 由于磁力攪拌器容易安裝,因此,它可以用來進行連續(xù)攪拌尤其當反應量比較少或在反應是在密閉條件下進行,磁力攪拌器的使用更為方便。但缺點是對于一些粘稠液或是有大量固體參加或生成的反應,磁力攪拌器無法順利使用,這時就應選用機械攪拌器作為攪拌動力
機械攪拌
機械攪拌器主要包括三部分:電動機、攪拌棒和攪拌密封裝置。電動機是動力部分,固定在支架上,由調速器調節(jié)其轉動快慢。攪拌棒與電動機相連,當接通電源后,電動機就帶動攪拌棒轉動而進行攪拌,攪拌密封裝置是攪拌棒與反應器連接的裝置,它可以使反應在密封體系中進行。攪拌的效率在很大程度上取決于攪拌棒的結構,介紹的老式攪拌棒是用粗玻璃棒制成的。根據(jù)反應器的大小、形狀、瓶口的大小及反應條件的要求,選擇較為合適的攪拌棒。
磁力攪拌
磁力攪拌器是利用磁場的轉動來帶動磁子的轉動。磁子是在一小塊金屬用一層惰性材料(如聚四氟乙烯等)包裹著的,也可以自制:用一截鐵鉛絲放入細玻管或塑料管中,兩端封口。磁子的大小大約有10mm、20mm、30mm長,還有更長的磁子,磁子的形狀有圓柱形、橢圓形和圓形等,可以根據(jù)實驗的規(guī)模來選用。

磁力攪拌器通常適用于食品、生物制藥等領域。隨著生物制藥對攪拌器軸封的無菌性和風險控制提出了更高要求,工業(yè)用下磁力攪拌器在20世紀80年代在瑞典應運而生。下磁力攪拌器成為市場的主流,并繼續(xù)朝著簡潔、大扭矩、大剪切力或者極低剪切力、軸承材質安全、易于在線清洗、在線滅菌的方向發(fā)展。例如生物反應器專用的下磁力攪拌器、高剪切力均質用下磁力攪拌器等。是否能夠證明攪拌器可以在線清洗和在線滅菌、軸承材質安全等成為生物制藥攪拌器選型前的金標準。

常用磁力攪拌器的分類
磁力攪拌器的型號很多。除攪拌和加熱功能外,還附加有控溫、定時等功能。因此往往按磁力攪拌器的附加功能來分類,主要類型有磁力攪拌器、磁力加熱攪拌器、恒溫加熱攪拌器、數(shù)顯控溫磁力攪拌器、磁力恒溫定時攪拌器、雙向磁力加熱攪拌器、板式強磁力攪拌器等。
恒溫加熱磁力攪拌器
1.大功串、強磁力、交流電機、電子調速。
2.全封閉式加熱盤.通免加熱絲氧化;升沮快、耐用性強。
3.加熱功率,無級可調,與觸點水銀溫度計配合,可控溫。
4.可與多功能型微電腦數(shù)顯溫度值的控溫儀配合使用??扇我庠O定所需溫度值.并可自控恒溫。
數(shù)顯控溫磁力攪拌器
1.數(shù)字顯示,直觀,便于操作。
2.設定溫度后可自動控溫恒溫。
3.磁力攪拌動力強勁。
板式強磁力攪拌器
1.平板加熱,受熱均勻。
2.可接觸點水銀溫度計,實現(xiàn)自動控溫。
3.可雙向旋轉、攪拌。
4.設有多頭互連。并分別可以獨立加熱攪拌。
應用領域
磁力攪拌器的常規(guī)應用
磁力攪拌器是用于液體混合的實驗室儀器,主要用于攪拌或同時加熱攪拌低粘稠度的液體或固液混合物。其基本原理是利用磁場的同性相斥、異性相吸的原理,使用磁場推動放置在容器中帶磁性的攪拌子進行圓周運轉,從而達到攪拌液體的目的。配合加熱溫度控制系統(tǒng),可以根據(jù)具體的實驗要求加熱并控制樣本溫度,維持實驗條件所需的溫度條件,保證液體混合達到實驗需求。
攪拌器是使液體、氣體介質強迫對流并均勻混合的設備,廣泛應用在化工、食品、染料、化妝品、制藥行業(yè)中。發(fā)展到現(xiàn)在,攪拌器的應用越來越多樣化、專業(yè)化,并且一步步不斷完善。
攪拌器的類型、尺寸及轉速,對攪拌功率在總體流動和湍流脈動之間的分配都有影響。一般說來,渦輪式攪拌器的功率分配對湍流脈動有利,而旋槳式攪拌器對總體流動有利。對于同一類型的攪拌器來說,在功率消耗相同的條件下,大直徑、低轉速的攪拌器,功率主要消耗于總體流動,有利于宏觀混合。小直徑、高轉速的攪拌器,功率主要消耗于湍流脈動,有利于微觀混合。
磁力攪拌器在制藥設備中的應用
由于生物制藥對攪拌器軸封的無菌性和風險控制提出了更高要求,工業(yè)用下磁力攪拌器在20世紀80年代在瑞典應運而生?,F(xiàn)在,下磁力攪拌器成為市場的主流,并繼續(xù)朝著簡潔、大扭矩、大剪切力或者極低剪切力、軸承材質安全、易于在線清洗、在線滅菌的方向發(fā)展。例如生物反應器專用的下磁力攪拌器、高剪切力均質用下磁力攪拌器等。是否能夠證明攪拌器可以在線清洗和在線滅菌、軸承材質安全等成為生物制藥攪拌器選型前的金標準。
臺式磁力攪拌器的工作原理就是利用磁性物質同性相斥的特性,通過不斷變換基座的兩端的極性來推動磁性攪拌棒轉動;缺點是能量轉化效率低,只適合小體積液體攪拌。
而工業(yè)用磁力攪拌器的工作原理是:由內外兩個磁鋼,中間有隔離套隔開,靠電機驅動后內外磁鋼產(chǎn)生磁耦合達到傳動的目的。應用在泵類Z多,磁力泵可以達到完全無泄漏、并且能量轉化Zgao效。和下磁力攪拌器對應的是上磁力攪拌器,由于仍然沒有完全去除軸封帶來的風險,應用領域很局限。
總結

由于攪拌是一門實驗科學,攪拌器的放大是與工藝過程有關的復雜問題,至今只能通過逐級經(jīng)驗放大,根據(jù)取得的放大依據(jù),外推至工業(yè)規(guī)模。目前下磁力攪拌器的放大主要依靠制造企業(yè)的以常見緩沖液為主要模式溶液的模擬試驗、并在此基礎上做的定型和放大,所有定制型都是在標準型號基礎上的改進,例如材料定制、功率定制、槳葉形狀定制等等。正確選型、選擇合適的攪拌器成為擺在使用者面前的一道必須解決的問題。

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