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磁力搅拌器的原理/分类/应用

2022年11月03日


磁力搅拌器

磁力搅拌器是用于液体混合的实验室仪器，主要用于搅拌或同时加热搅拌低粘稠度的液体或固液混合物。磁力搅拌器基本原理是利用磁场的同性相斥、异性相吸的原理，使用磁场推动放置在容器中带磁性的搅拌子进行圆周运转，从而达到搅拌液体的目的。磁力搅拌器配合加热温度控制系统，可以根据具体的实验要求加热并控制样本温度，维持实验条件所需的温度条件，保证液体混合达到实验需求。

在实验室中，常常需要在搅动待侧溶液的情况下进行分析操作。如pH值测定、电位滴定以及电位法测定各种离子等，这些都是在磁力搅拌器上进行的。可以说，磁力搅拌器是广泛应用于大中院校、环保、科研、卫生、防疫、石油、冶金、yi疗等单位的必备工具。


搅拌器是有机化学实验必不可少的仪器之一，它可使反应混合物混合得更加均匀，反应体系的温度更加均匀，从而有利于化学反应的进行特别是非均相反应。




搅拌器的搅拌方法


搅拌的方法有三种：人工搅拌、磁力搅拌、机械搅拌。


人工搅拌

一般借助于玻棒就可以进行，磁力搅拌是利用磁力搅拌器，机械搅拌则是利用机械搅拌器。 磁力搅拌器 由于磁力搅拌器容易安装，因此，它可以用来进行连续搅拌尤其当反应量比较少或在反应是在密闭条件下进行，磁力搅拌器的使用更为方便。但缺点是对于一些粘稠液或是有大量固体参加或生成的反应，磁力搅拌器无法顺利使用，这时就应选用机械搅拌器作为搅拌动力


机械搅拌

机械搅拌器主要包括三部分：电动机、搅拌棒和搅拌密封装置。 电动机是动力部分，固定在支架上，由调速器调节其转动快慢。搅拌棒与电动机相连，当接通电源后，电动机就带动搅拌棒转动而进行搅拌，搅拌密封装置是搅拌棒与反应器连接的装置，它可以使反应在密封体系中进行。搅拌的效率在很大程度上取决于搅拌棒的结构，介绍的老式搅拌棒是用粗玻璃棒制成的。根据反应器的大小、形状、瓶口的大小及反应条件的要求，选择较为合适的搅拌棒。


磁力搅拌

磁力搅拌器是利用磁场的转动来带动磁子的转动。磁子是在一小块金属用一层惰性材料(如聚四氟乙烯等)包裹着的，也可以自制：用一截铁铅丝放入细玻管或塑料管中，两端封口。磁子的大小大约有10mm、20mm、30mm长，还有更长的磁子，磁子的形状有圆柱形、椭圆形和圆形等，可以根据实验的规模来选用。


磁力搅拌器通常适用于食品、生物制药等领域。随着生物制药对搅拌器轴封的无菌性和风险控制提出了更高要求，工业用下磁力搅拌器在20世纪80年代在瑞典应运而生。下磁力搅拌器成为市场的主流，并继续朝着简洁、大扭矩、大剪切力或者极低剪切力、轴承材质安全、易于在线清洗、在线灭菌的方向发展。例如生物反应器专用的下磁力搅拌器、高剪切力均质用下磁力搅拌器等。是否能够证明搅拌器可以在线清洗和在线灭菌、轴承材质安全等成为生物制药搅拌器选型前的金标准。



常用磁力搅拌器的分类

磁力搅拌器的型号很多。除搅拌和加热功能外，还附加有控温、定时等功能。因此往往按磁力搅拌器的附加功能来分类，主要类型有磁力搅拌器、磁力加热搅拌器、恒温加热搅拌器、数显控温磁力搅拌器、磁力恒温定时搅拌器、双向磁力加热搅拌器、板式强磁力搅拌器等。


恒温加热磁力搅拌器

1.大功串、强磁力、交流电机、电子调速。

2.全封闭式加热盘.通免加热丝氧化；升沮快、耐用性强。

3.加热功率，无级可调，与触点水银温度计配合，可控温。

4.可与多功能型微电脑数显温度值的控温仪配合使用。可任意设定所需温度值.并可自控恒温。


数显控温磁力搅拌器

1.数字显示，直观，便于操作。

2.设定温度后可自动控温恒温。

3.磁力搅拌动力强劲。


板式强磁力搅拌器

1.平板加热，受热均匀。

2.可接触点水银温度计，实现自动控温。

3.可双向旋转、搅拌。

4.设有多头互连。并分别可以独立加热搅拌。





应用领域

磁力搅拌器的常规应用

磁力搅拌器是用于液体混合的实验室仪器，主要用于搅拌或同时加热搅拌低粘稠度的液体或固液混合物。其基本原理是利用磁场的同性相斥、异性相吸的原理，使用磁场推动放置在容器中带磁性的搅拌子进行圆周运转，从而达到搅拌液体的目的。配合加热温度控制系统，可以根据具体的实验要求加热并控制样本温度，维持实验条件所需的温度条件，保证液体混合达到实验需求。


搅拌器是使液体、气体介质强迫对流并均匀混合的设备，广泛应用在化工、食品、染料、化妆品、制药行业中。发展到现在，搅拌器的应用越来越多样化、专业化，并且一步步不断完善。


搅拌器的类型、尺寸及转速，对搅拌功率在总体流动和湍流脉动之间的分配都有影响。一般说来，涡轮式搅拌器的功率分配对湍流脉动有利，而旋桨式搅拌器对总体流动有利。对于同一类型的搅拌器来说，在功率消耗相同的条件下，大直径、低转速的搅拌器，功率主要消耗于总体流动，有利于宏观混合。小直径、高转速的搅拌器，功率主要消耗于湍流脉动，有利于微观混合。



磁力搅拌器在制药设备中的应用

由于生物制药对搅拌器轴封的无菌性和风险控制提出了更高要求，工业用下磁力搅拌器在20世纪80年代在瑞典应运而生。现在，下磁力搅拌器成为市场的主流，并继续朝着简洁、大扭矩、大剪切力或者极低剪切力、轴承材质安全、易于在线清洗、在线灭菌的方向发展。例如生物反应器专用的下磁力搅拌器、高剪切力均质用下磁力搅拌器等。是否能够证明搅拌器可以在线清洗和在线灭菌、轴承材质安全等成为生物制药搅拌器选型前的金标准。


台式磁力搅拌器的工作原理就是利用磁性物质同性相斥的特性，通过不断变换基座的两端的极性来推动磁性搅拌棒转动；缺点是能量转化效率低，只适合小体积液体搅拌。


而工业用磁力搅拌器的工作原理是：由内外两个磁钢，中间有隔离套隔开，靠电机驱动后内外磁钢产生磁耦合达到传动的目的。应用在泵类Z多，磁力泵可以达到完全无泄漏、并且能量转化Zgao效。和下磁力搅拌器对应的是上磁力搅拌器，由于仍然没有完全去除轴封带来的风险，应用领域很局限。



总结

由于搅拌是一门实验科学，搅拌器的放大是与工艺过程有关的复杂问题，至今只能通过逐级经验放大，根据取得的放大依据，外推至工业规模。目前下磁力搅拌器的放大主要依靠制造企业的以常见缓冲液为主要模式溶液的模拟试验、并在此基础上做的定型和放大，所有定制型都是在标准型号基础上的改进，例如材料定制、功率定制、桨叶形状定制等等。正确选型、选择合适的搅拌器成为摆在使用者面前的一道必须解决的问题。

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