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硅膠蠕動泵管的局限性介紹

更新時間:2016-04-27點擊次數(shù):5503

一套完整的蠕動泵系統(tǒng)通常包括主機、泵頭、軟管3部分。
目前常見的蠕動泵管,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,可達到FDA、USP、EU、NSF-51等標準的相應(yīng)章程要求。

硅膠管作蠕動泵應(yīng)用時壽命并不長,一般為600rpm、3滾輪泵頭、23℃、測試樣品為純水時,壽命50-75小時。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,幾乎不會帶來渦流死角,是*的變化控管;同時,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,硅膠對有機樣品的耐性較差,輸送極性有機溶劑,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,然而在某些實驗中,此類有機物對硅膠管的溶解,已經(jīng)在影響實驗結(jié)果。

那是什么造成了硅膠管面對有機物料時的無力呢?

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

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