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硅膠蠕動(dòng)泵管的局限性

閱讀:1874      發(fā)布時(shí)間:2015-4-29
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一套完整的蠕動(dòng)泵系統(tǒng)通常包括主機(jī)、泵頭、軟管3部分。
目前常見的蠕動(dòng)泵管,有硅膠管、復(fù)合橡膠管、PVC管等等。

使用硅膠泵管的場合一般為生物或制藥行業(yè)相關(guān),如培養(yǎng)液的過濾、細(xì)胞灌流、發(fā)酵罐、注射用水輸送等。工業(yè)流程中一般用制作工藝較高的鉑金硫化硅膠管(如道康寧pharma-50、APT硅膠管,或圣戈班3350軟管),其內(nèi)壁光滑,可達(dá)到FDA、USP、EU、NSF-51等標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)章程要求。

硅膠管作蠕動(dòng)泵應(yīng)用時(shí)壽命并不長,一般為600rpm、3滾輪泵頭、23℃、測試樣品為純水時(shí),壽命50-75小時(shí)。道康寧APT軟管(Advanced Pump Tubing)壽命為一般硅膠管的6倍左右,此為例外。然而鉑金硫化硅膠彈性體是一種優(yōu)良的材料。在制作工藝優(yōu)良的前提下,鉑金硫化硅膠管擁有疏水性的光滑內(nèi)表面,幾乎不會(huì)帶來渦流死角,是*的變化控管;同時(shí),硅膠管可以121度濕熱滅菌,所以在生物及制藥相關(guān)領(lǐng)域,硅膠管的應(yīng)用相當(dāng)廣泛。

另外,硅膠對有機(jī)樣品的耐性較差,輸送極性有機(jī)溶劑,易造成泵管壽命大幅降低,增加停工、換管次數(shù);更重要的是硅膠被溶解后,其含硅成分進(jìn)入下一步工藝中引起污染。
軟管對物料的化學(xué)兼容性可分為4類:(E:Excellent),良好(G:Good),不合格、差(F:Fail),以及X(不推薦)。原則上,兼容性為F或X級別的,必須更換其它管材。舉例:鉑金硫化硅

膠對乙醇的耐性為F,對丙酮的耐性為X,對乙醇的耐性為E,對乙酸和脂肪酸等弱極性物質(zhì)為G。對乙醇和丙酮必須采用耐受性為G或E的其它管材,這是多數(shù)使用者忽略的,然而在某些實(shí)驗(yàn)中,此類有機(jī)物對硅膠管的溶解,已經(jīng)在影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

那是什么造成了硅膠管面對有機(jī)物料時(shí)的無力呢?

微觀角度,硅膠是多孔性的蜂窩狀Si-C鏈聚合物,其表面的疏水基團(tuán)可以阻止多數(shù)極性分子通過。
同時(shí)正因?yàn)槿绱耍瑯O性分子會(huì)與之相似相溶。在輸送極性有機(jī)物時(shí),硅膠管本身被不斷侵蝕溶解,使用一段時(shí)間后(時(shí)長依有機(jī)物性質(zhì)而異),硅膠管像海綿吸水一樣,充滿有機(jī)溶劑,不斷有分子從其表面揮發(fā)。
這些有機(jī)分子以氣態(tài)或蒸汽形式存在,長期浸泡蠕動(dòng)泵泵頭。如果泵頭本身是PESU等化學(xué)耐性差的材質(zhì),一般會(huì)加速泵頭老損,甚至造成裂解。

 

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