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。
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(yīng)運而生。現(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準
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)生磁耦合達到傳動的目的。應(yīng)用在泵類最多,磁力泵可以達到完全無泄漏、并且能量轉(zhuǎn)化最高效。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險,應(yīng)用領(lǐng)域很局限。
磁力攪拌器的應(yīng)用
臺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,人們往往對磁力攪拌器產(chǎn)生錯覺,認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,這種觀點早已經(jīng)在現(xiàn)實應(yīng)用中被推翻。目前,下磁力攪拌器已經(jīng)可以最大適合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、馬達組成。馬達驅(qū)動頭里有幾塊永磁鐵(不是環(huán)狀),轉(zhuǎn)頭里對應(yīng)的位置也有相同數(shù)量的永磁鐵,極性恰好相互吸引,當安裝好以后,馬達驅(qū)動頭和轉(zhuǎn)頭里的永磁鐵相互之間磁力耦合,馬達驅(qū)動頭運轉(zhuǎn),磁力帶動轉(zhuǎn)頭運轉(zhuǎn),兩者被罐底板完全隔開,沒有機械傳動軸貫穿罐體。
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行組裝,位置和人孔/手孔正對著罐底部,避開罐底閥的安裝位置,之所以這樣設(shè)計,可以形成渦流和湍流,從而達到更佳的攪拌效果,專家已經(jīng)作過這方面的實驗,有具體的參數(shù)可供參考,當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)。
同罐體頂部安裝的機械式攪拌器相比,下磁力攪拌器的優(yōu)勢非常明顯:
底部攪拌器-可攪拌至低液位體積!特別適合高附加值無菌產(chǎn)品;
無機械密封-無交叉污染及泄漏潤滑油的風險;
無需擋流板-攪拌更高效,在線清潔更有效;
只需要一個噴淋球,高效的CIP和SIP,易于驗證;
整體購置、維護成本低;
易于維護。