За пределами вращающейся мешалки
Колеблющаяся пластина заменяет вращающуюся мешалку, создавая контролируемый осевой поток для эффективного смешивания в промышленных и фармацевтических процессах, чувствительных к сдвигу.
Основной механизм вибрационного смешивания
В вибрационном смешивании вращающийся вал заменяется пластиной, которая колеблется вертикально. Три особенности этого механизма определяют его поведение внутри сосуда.
Колебание заменяет вращение
Мешающая пластина движется вверх и вниз с высокой частотой и малой амплитудой, приводимая в действие электромагнитным или механическим приводным блоком, вместо вала, вращающего мешалку.
Осевой поток без вихря
Когда пластина колеблется через перфорированные отверстия, она создает направленный поток вверх или вниз через сосуд, а не круговую, вихреобразующую картину течения, типичную для вращающейся мешалки.
Интенсивность, определяемая амплитудой и частотой
Интенсивность смешивания регулируется амплитудой и скоростью колебаний пластины, а не скоростью вращения мешалки или геометрией лопастей, что позволяет одному и тому же механизму работать как в щадящем, так и в интенсивном режиме.
Как вибрационное смешивание создает поток?
Большинство мешающих пластин перфорированы коническими отверстиями, а не выполнены в виде сплошного диска. Поскольку каждое отверстие уже с одной стороны, чем с другой, сопротивление потоку выше в одном направлении, чем в другом, при движении пластины вверх и вниз. Этот дисбаланс создает чистый объемный поток в одном направлении за каждый цикл, что превращает простое вертикальное движение в непрерывную осевую циркуляцию через сосуд, а не просто перемещение жидкости пластиной вперед и назад на месте.
Одна и та же конструкция пластины может быть установлена для нагнетания потока преимущественно вверх или вниз. Конфигурация с восходящим потоком может быть установлена близко ко дну сосуда, минимизируя объем жидкости, остающейся несмешанной при низком уровне заполнения, и, как правило, подходит для быстрого и эффективного смешивания жидкостей и легких твердых частиц. Конфигурация с нисходящим потоком лучше подходит для процессов, в которых твердые частицы быстро оседают, важно предотвратить пенообразование, или в партию не должен попадать воздух. Третий вариант направляет газ через полый вал под пластиной, объединяя смешивание и барботаж для задач аэрации или ферментации.
Как вибрационное смешивание сравнивается с аппаратами с мешалкой?
Вибрационное смешивание достигает турбулентного, эффективного перемешивания при меньшем энергопотреблении и более низких числах Рейнольдса, чем аппарат с вращающейся мешалкой.
| Показатель | Вибрационное Смешивание | Аппарат с Мешалкой / Вращающаяся Мешалка | Источник |
|---|---|---|---|
| Начало турбулентного потока | Re от 20 до 300 | Re выше 10 000 | Gimba et al., 2026 |
| Удельная подводимая мощность | 510-1 530 Вт/м³ | 8 600 Вт/м³ (турбина Rushton) | Gimba et al., 2026 |
| Безразмерное время смешивания | 1,5-3 | 10-100 | Gimba et al., 2026 |
| Выживаемость клеток (культуры, чувствительные к сдвигу) | Более 99% | 60-70% | Испытания клиентов DrM |
| Энергопотребление | Приблизительно на 50% ниже | Базовый уровень | Независимые испытания DrM |
Низкий уровень сдвига важен для чувствительных продуктов, таких как клетки, белки или деликатные эмульсии. Вибромешалка перемешивает более мягко, чем вращающаяся мешалка.
Пенообразование или образование вихря являются проблемой. Без вращающейся мешалки вибромешалка не создает центральный вихрь, который затягивает воздух в партию.
Важны стерильность, закрытая работа или устранение уплотнений. Вибрационное смешивание полностью устраняет уплотнение вращающегося вала, закрывая распространенный источник загрязнения.
Приоритетом является эффективное смешивание при низкой мощности, особенно для задач быстрой гомогенизации или непрерывной рециркуляции.
Процесс включает диспергирование газа, суспендирование, эмульгирование или растворение в сосуде, размер которого соответствует мешающей пластине.
Один механизм, три способа применения
Каждый продукт для смешивания от DrM использует механизм колеблющейся пластины, описанный выше. Правильный формат зависит от вашего сосуда, требований к стерильности и способа интеграции системы в ваш процесс.
FUNDAMIX® Вибромешалка
Стандартная мешалкаСтандартный формат для новых установок или модернизации существующих сосудов, доступный в четырех размерах привода, охватывающих диапазон от лабораторного до полного промышленного масштаба.
Комплектные модули
Система «под ключ»Полностью автономные или смонтированные на скиде системы, объединяющие вибромешалку с сосудом, системой управления и вспомогательными коммуникациями, от лабораторных установок со стеклянными реакторами до полностью автоматизированных промышленных производств.
FUNDAMIX® SU
Одноразовая мешалкаТот же принцип смешивания на основе вибрации, разработанный для одноразовых мешков, с приводом, установленным снаружи мешка, для неинвазивной, стерильной конфигурации.
Истоки технологии вибрационного смешивания
Он разработал первую электромагнитную вибромешалку в компании Chemap AG, которую основал для коммерциализации своих изобретений в области разделения твердых и жидких веществ и смешивания. Когда в начале 1980-х годов он продал Chemap и основал новую компанию, DrM, Dr. Mueller AG, вибромешалка осталась не при нем. В течение следующих 29 лет она производилась и развивалась компанией Graber & Pfenninger GmbH, прежде чем DrM выкупила эту технологию обратно.
Снова в DrM
2012: DrM выкупает оригинальную технологию вибромешалки и повторно выводит её на рынок под названием FUNDAMIX® с новым разработанным приводом.
2018: Модернизированный привод приводит к появлению FUNDAMIX® Silent с более тихой и эффективной работой.
2020: DrM представляет FUNDAMIX® SU, адаптируя тот же принцип смешивания на основе вибрации для одноразовых биотехнологических процессов.
Ресурсы и материалы для скачивания
Скачайте подробные брошюры о FUNDAMIX®, Комплектных модулях и FUNDAMIX® SU, чтобы изучить каждый формат и найти оптимальное решение для вашего процесса.
