选择困难症又犯了！溶液配制搅拌桨叶如何选？
时间：2024-01-18 阅读：1041
溶液配制是生物与化学实验必备的实验技能、制药生产必要的操作程序，也是影响实验效果/制药生产的一项重要因素。
生物制药中常见的溶液包括培养基(基础培养基、流加培养基、补料培养基)、磷酸盐缓冲液、葡萄糖溶液、氨基酸溶液、EDTA等。在溶液配制过程中，搅拌能够加快物料间(均相/非均相)的混合，加快物料间的传质和反应，相同时间内搅拌功率越高的搅拌工具/设备，完成相同体积的同一溶液配制的时间越短。
因此，为了降低配液时间，
同时获得更好的溶液混匀效果，
我们就需要了解，
到底是哪些因素影响了搅拌功率，
从而帮助我们挑选合适的配液系统。
同时获得更好的溶液混匀效果，
我们就需要了解，
到底是哪些因素影响了搅拌功率，
从而帮助我们挑选合适的配液系统。
从公式看搅拌功率因素
搅拌功率：P=Np*ρ*N^3*d^5
搅拌功率：P=Np*ρ*N^3*d^5
从公式上看，影响搅拌功率P的主要因素有以下四种
(1)搅拌桨叶的因素，如叶轮直径d、叶宽b、叶片倾斜角θ、转速N、单个叶轮上的叶片数和叶轮离罐底高度C等。
(2)搅拌容器的因素，如形状、直径D、液深H、挡板数 np、挡板宽 Wp、黏度μ。
(3)被搅液体的因素，如液体的密度 ρ。
(4)重力加速度g。
总结：从公式推导和实际应用中不难看出，搅拌叶轮对搅拌功率的影响是巨大的，所以挑选合适的搅拌器，要根据需求挑选合适的搅拌桨叶，不同的搅拌桨叶在不同应用中起到的作用是不同的。
►►►搅拌器分类
按流体流动形态分类可将相应搅拌器分为三大类：
01 轴向流
对应搅拌桨叶形式包括：
推进式、螺带式、螺杆式、风扇式、锚式、框式、MIG桨、折叶桨式
02 径向流
对应搅拌桨叶形式包括：
叶片组合式、泛能式、最大叶片式、平直叶桨式、三叶后掠式、锯齿圆盘式、六直叶开启涡轮、后弯叶开启涡轮、平直叶圆盘涡轮、六直叶圆盘涡轮、后弯叶圆盘涡轮、布鲁马金式
03 混合流
对应搅拌桨叶形式包括：
六折叶开启满轮式、六前叶圆盘涡轮、六折叶圆盘涡轮
图1.搅拌器流型分类图谱
图2. 不同搅拌器分类及其对应搅拌桨叶
生物制药常见搅拌器及其特点
如图2可见，桨叶种类多，适用用途广泛。目前，配液/细胞培养中使用较广的搅拌器类型主要为：推进式搅拌器、涡轮式搅拌器、锚式搅拌器、框式搅拌器。
• 推进式搅拌器：循环量大、搅拌功率小，适用于低粘度流体的搅拌，结构简单，制造方便。
• 涡轮式搅拌器：适用物料粘度范围广，剪切力较大，分散流体效果好。
• 锚式搅拌器、框式搅拌器：结构简单，制造方便。适用于高粘度大、处理量大的物料，易得到大的表面传热系数，可减少“挂壁”的产生。
不同类型搅拌器分别对应满足不同粘度液体混匀的需求。在生物制药生产中，大部分液体粘度都为中低粘度，故大多搅拌桨叶类型为推进式和涡轮式，流体形式以轴向流和径向流为主。
常见搅拌叶轮功率曲线
溶液配制过程中，对剪切力的关注远远小于细胞培养，但更重视溶液的混匀程度。
不同桨叶适用不同粘度液体、流体形式的应用，根据用途挑选合适的最匹配搅拌功率的桨叶，能够减少液体混匀所需要的时间，更好地维持液体的混匀状态。图3列出了常见的六种搅拌桨叶的功率曲线。
图3.常见搅拌桨叶搅拌功率
丰富解决方案，满足您的多样需求
◆ 百林科有适用于不同大小体积的配液系统包括2L、5L、10L、15L和 20L，满足实验室小体积料液或珍贵溶液的配制需求。实验室一次性桌面搅拌系统配备六直叶圆盘涡轮，搅拌功率高，满足中低粘度液体配制，可根据实际使用灵活调节转速。
◆ 50L-3000L配液系统满足商业化大规模生产，根据客户对不同液体的配制需求，匹配多种桨叶，提供灵活、定制化的解决方案。
BioHub®DS 系列一次性桌面搅拌系统
BioHub®DS 系列一次性桌面搅拌系统一体式
在生物制药工艺中，小体积混合常常贯穿于整个生产环节，大体积设备无法满足，百林科专门针对小体积配液，设计一款桌面式搅拌设备。外型美观整洁，设备方便清洁，使用操作便利，助力科研实验室、工艺开发阶段的小体积混合。
BioHub®DS 系列一次性桌面搅拌系统分体式
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BioHub® BM系列一次性磁力搅拌系统
应用领域
• 培养基配制 • 缓冲液配制 • 下游中间品处理 • 原液纯化 • 半成品配制 • 其他
特点
• 满足高度定制化
• 标准规格体积范围广50L-3000L
• 模块化设计，可以根据需要自由选择模块
• 精准稳定的搅拌，转速±2rpm
• 混匀效率高
• 稳定的硬件设计和可靠的软件设计
参考：
搅拌桨的作用与型式
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