您好, 歡迎來到化工儀器網(wǎng)
會(huì)員.png)
11
淺析磁力攪拌器在制藥設(shè)備中的應(yīng)用
拌器是使液體,、氣體介質(zhì)強(qiáng)迫對(duì)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(duì)攪拌功率在總體流動(dòng)和湍流脈動(dòng)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(duì)湍流脈動(dòng)有利，而旋槳式攪拌器對(duì)總體流動(dòng)有利,。對(duì)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(dòng)，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(dòng),，有利于微觀混合,。
由于生物制藥對(duì)攪拌器軸封的無菌性和風(fēng)險(xiǎn)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(yùn)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(tái)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(dòng)磁性攪拌棒轉(zhuǎn)動(dòng)；缺點(diǎn)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(gè)磁鋼，中間有隔離套隔開,，靠電機(jī)驅(qū)動(dòng)后內(nèi)外磁鋼產(chǎn)生磁耦合達(dá)到傳動(dòng)的目的,。應(yīng)用在泵類多，磁力泵可以達(dá)到*無泄漏,、并且能量轉(zhuǎn)化高效,。和下磁力攪拌器對(duì)應(yīng)的是上磁力攪拌器，由于仍然沒有*去除軸封帶來的風(fēng)險(xiǎn),，應(yīng)用領(lǐng)域很局限,。
由于攪拌是一門實(shí)驗(yàn)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(jí)經(jīng)驗(yàn)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(yàn),、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(hào)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。
磁力攪拌器的應(yīng)用
臺(tái)式磁力攪拌器和磁力棒已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用,，但只局限于研發(fā),、小規(guī)模的水平，人們往往對(duì)磁力攪拌器產(chǎn)生錯(cuò)覺,，認(rèn)為磁力攪拌器的力度弱,、功率小，不能用于大體積,，以及死角,、在線清洗（CIP）和在線滅菌（SIP）等，然而,，這種觀點(diǎn)早已經(jīng)在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中被推翻,。目前，下磁力攪拌器已經(jīng)可以適合40t水的攪拌,，甚至更大,，應(yīng)用的種類也非常多。從結(jié)構(gòu)來看,，一般下磁力攪拌器由帶陰軸承的轉(zhuǎn)頭,；陽軸承、罐底焊接板,、馬達(dá)組成,。馬達(dá)驅(qū)動(dòng)頭里有幾塊永磁鐵（不是環(huán)狀），轉(zhuǎn)頭里對(duì)應(yīng)的位置也有相同數(shù)量的永磁鐵,，極性恰好相互吸引,，當(dāng)安裝好以后，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)頭和轉(zhuǎn)頭里的永磁鐵相互之間磁力耦合,，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)頭運(yùn)轉(zhuǎn),，磁力帶動(dòng)轉(zhuǎn)頭運(yùn)轉(zhuǎn),，兩者被罐底板*隔開，沒有機(jī)械傳動(dòng)軸貫穿罐體,。
轉(zhuǎn)頭的設(shè)計(jì),、轉(zhuǎn)頭與軸承的銜接、轉(zhuǎn)頭與軸承之間的間隙直接關(guān)系到CIP/SIP的效果,，一般轉(zhuǎn)頭越開放越好,。轉(zhuǎn)頭的材料，是316L不銹鋼,，內(nèi)包永磁鐵,，軸承材料常用的是碳化硅陶瓷，*惰性,，適合pH1~14,，熱膨脹小，在有水潤滑的情況下,，可以耐受高達(dá)5000~6000rpm的轉(zhuǎn)速不磨損,，由于工作狀態(tài)下的磁力攪拌器，是*浸在溶液下,，潤滑槽的存在可使溶液通過,，從而使整個(gè)摩擦界面始終被水膜覆蓋，在旋轉(zhuǎn)時(shí),，摩擦力非常小,，不會(huì)出現(xiàn)可以檢測到的顆粒，對(duì)終產(chǎn)品不會(huì)構(gòu)成威脅,。
安裝的部位往往位于罐底斜底部,，根據(jù)制造商的安裝指南進(jìn)行組裝，位置和人孔/手孔正對(duì)著罐底部,，避開罐底閥的安裝位置,，之所以這樣設(shè)計(jì)，可以形成渦流和湍流,，從而達(dá)到更佳的攪拌效果,，專家已經(jīng)作過這方面的實(shí)驗(yàn)，有具體的參數(shù)可供參考,，當(dāng)然這也和罐體的高徑比,、溶液性質(zhì)、粘度,、攪拌轉(zhuǎn)速,、攪拌器的配型等因素有關(guān)。