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磁力攪拌器的原理，分類和應(yīng)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(jìn)行圓周運轉(zhuǎn)，從而達(dá)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(dá)到實驗需求。
在實驗室中，常常需要在攪動待側(cè)溶液的情況下進(jìn)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(jìn)行的?？梢哉f，磁力攪拌器是廣泛應(yīng)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(xué)實驗必不可少的儀器之一，它可使反應(yīng)混合物混合得更加均勻，反應(yīng)體系的溫度更加均勻，從而有利于化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行特別是非均相反應(yīng)。

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(jìn)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(jìn)行連續(xù)攪拌尤其當(dāng)反應(yīng)量比較少或在反應(yīng)是在密閉條件下進(jìn)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(yīng)，磁力攪拌器無法順利使用，這時就應(yīng)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(diào)速器調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)動快慢。攪拌棒與電動機相連，當(dāng)接通電源后，電動機就帶動攪拌棒轉(zhuǎn)動而進(jìn)行攪拌，攪拌密封裝置是攪拌棒與反應(yīng)器連接的裝置，它可以使反應(yīng)在密封體系中進(jìn)行。攪拌的效率在很大程度上取決于攪拌棒的結(jié)構(gòu)，介紹的老式攪拌棒是用粗玻璃棒制成的。根據(jù)反應(yīng)器的大小、形狀、瓶口的大小及反應(yīng)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(zhuǎn)動來帶動磁子的轉(zhuǎn)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(xì)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(lǐng)域。隨著生物制藥對攪拌器軸封的無菌性和風(fēng)險控制提出了更高要求，工業(yè)用下磁力攪拌器在20世紀(jì)80年代在瑞典應(yīng)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(zhì)安全、易于在線清洗、在線滅菌的方向發(fā)展。例如生物反應(yīng)器專用的下磁力攪拌器、高剪切力均質(zhì)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(zhì)安全等成為生物制藥攪拌器選型前的金標(biāo)準(zhǔn)。

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(diào)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(diào)，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。可任意設(shè)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(shè)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(zhuǎn)、攪拌。
4.設(shè)有多頭互連。并分別可以獨立加熱攪拌。
應(yīng)用領(lǐng)域
磁力攪拌器的常規(guī)應(yīng)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(jìn)行圓周運轉(zhuǎn)，從而達(dá)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(dá)到實驗需求。
攪拌器是使液體、氣體介質(zhì)強迫對流并均勻混合的設(shè)備，廣泛應(yīng)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(yīng)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(shè)備中的應(yīng)用
由于生物制藥對攪拌器軸封的無菌性和風(fēng)險控制提出了更高要求，工業(yè)用下磁力攪拌器在20世紀(jì)80年代在瑞典應(yīng)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(zhì)安全、易于在線清洗、在線滅菌的方向發(fā)展。例如生物反應(yīng)器專用的下磁力攪拌器、高剪切力均質(zhì)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(zhì)安全等成為生物制藥攪拌器選型前的金標(biāo)準(zhǔn)。
臺式磁力攪拌器的工作原理就是利用磁性物質(zhì)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(zhuǎn)動；缺點是能量轉(zhuǎn)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(nèi)外兩個磁鋼，中間有隔離套隔開，靠電機驅(qū)動后內(nèi)外磁鋼產(chǎn)生磁耦合達(dá)到傳動的目的。應(yīng)用在泵類Z多，磁力泵可以達(dá)到完全無泄漏、并且能量轉(zhuǎn)化Zgao效。和下磁力攪拌器對應(yīng)的是上磁力攪拌器，由于仍然沒有完全去除軸封帶來的風(fēng)險，應(yīng)用領(lǐng)域很局限。
總結(jié)

由于攪拌是一門實驗科學(xué)，攪拌器的放大是與工藝過程有關(guān)的復(fù)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(chǔ)上做的定型和放大，所有定制型都是在標(biāo)準(zhǔn)型號基礎(chǔ)上的改進(jìn)，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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