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淺談磁力攪拌反應(yīng)釜的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍
磁力攪拌器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(yùn)轉(zhuǎn)，從而達(dá)到攪拌液體的目的，尤其適用于當(dāng)反應(yīng)量比較少或在反應(yīng)是在密閉條件下進(jìn)行的情況。磁力攪拌器的使用更為方便，可以根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)要求加熱并控制樣本溫度，維持實(shí)驗(yàn)條件所需的溫度條件，保證液體混合達(dá)到實(shí)驗(yàn)需求。但缺點(diǎn)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(jī)械攪拌器作為攪拌動力。
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(yùn)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)。
當(dāng)磁力攪拌反應(yīng)釜中葉輪獲得外界提供的能量，如電機(jī)帶動攪拌軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生了自身旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的時候，首先要將機(jī)械能傳給附近的流體，使流體高度湍動，隨著湍流漩渦的擴(kuò)散，一股高速射流開始推動周圍緩慢流動的液體，并使其沿一定途徑在釜內(nèi)作大范圍的主體循環(huán)流動，這種循環(huán)流動的途徑就形成了攪拌反應(yīng)釜內(nèi)液體的流型。不同型式的葉輪可以產(chǎn)生不同流型，并區(qū)別為軸向和徑向流型兩種。所謂軸向流葉輪，是使液體軸向入軸向出，徑向流葉輪是使液體由軸向入而由徑向出。一般軸向流主要對液體產(chǎn)生上下翻動的循環(huán)作用，徑向流主要對液體產(chǎn)生剪切作用，屬于軸向流的葉輪有螺旋漿等，徑向流葉輪有渦輪槳和平槳等。
當(dāng)磁力攪拌反應(yīng)釜葉輪攪拌時，葉面對流體施加壓力，使流體運(yùn)動，由于各種槳葉形狀，葉輪尺寸和其安裝位置及運(yùn)行時的轉(zhuǎn)速不同，導(dǎo)致流體產(chǎn)生各種形式的運(yùn)動，從而出現(xiàn)混合、懸浮和分散等不同的攪拌效果。在實(shí)際使用中，對高壓釜反應(yīng)釜攪拌葉輪提出的要求是綜合性的，多方面的，使用一種類型的攪拌器很難達(dá)到盡善盡美，往往要按照反應(yīng)過程中的一種特殊要求，在某一兩方面來滿足要，如在懸浮聚合反應(yīng)過程中，著重要求通過攪拌使單體均勻分散并懸浮在連續(xù)相中，這時候就比較適用于采用布爾馬金式和法都拉式攪拌槳，而對于高粘度流體的攪拌和反應(yīng)，主要要求攪拌起混合和攪動作用，宜采用錨式，螺桿式和螺帶式的攪拌槳。