实验技巧

机械搅拌器

本文来自日文版,翻译投稿 Sum

机械搅拌器是用于搅拌容器中液体和固体的实验工具,被列入到搅拌器和实验室仪器的目录中。这里,我们把它与同样作为搅拌器的磁力搅拌器的特点做了比较。

机械搅拌器的结构 

机械搅拌器主要由电机和搅拌棒两部分组成。电机具有旋转搅拌棒的作用。电机的性能由标示的旋转速度和最大转矩来决定,这样的话,在如果需要大力旋转时,则需要选择高转速的电机,而在混合大量固体时,需要选择高粘度或高转矩的电机。这与小型四驱车等迷你车的原理相同,既然选择了高的行驶速度就不能同时选择高扭矩来进行爬坡。此外,有很多搅拌器添加了在检测到有过载等异常情况时,会自动停止操作,以保护电机的功能。

电机和搅拌棒(摘自As One AXEL

搅拌棒是起到旋转混合作用的部分,在售的搅拌棒有各种各样的叶片形状。在用烧杯作为容器进行搅拌的情况下,对形状并没有过多的限制,但如果要在茄形烧瓶中进行有效地搅拌的话,就必须使用能通过所搅拌的浆料并匹配底面的形状的搅拌棒。材料上主要有SUS,玻璃,PTFE等。像平时使用的搅拌棒一样,因需选择。

各种各样的叶片(摘自As One AXEL

 

当放入搅拌浆料的时候,叶片可以垂直通过(如图中右侧叶片所示的状态),当羽毛转动时(如图中左侧叶片所示的状态)(摘自As One AXEL

在敞口的容器中直接搅拌是没有问题的,但在氮气下或减压环境下进行搅拌时,就必须密封搅拌棒。需要用到搅拌密封部件来进行密封处理。

可以穿过合适尺寸容器的搅拌棒(摘自As One AXEL

如果您担心气密性问题的话,请使用磁力搅拌器。磁力搅拌器是用磁铁来连接搅拌器的搅拌棒和零件顶部的搅拌器,然后旋转磁铁(烧瓶外部的),磁铁通过磁力带动转轴和与其连接的搅拌棒(烧瓶内的)一起转动。由于这种机构没有运动组件穿过系统的内部和外部,因此可以实行高度密封性的搅拌。

上部金属部分为磁铁,下部为可以连接固定搅拌棒的轴。(摘自As One AXEL 

特征

当我还是一名学生时,我从来没有使用这种机械搅拌器,因此我希望有一天可以使用这种搅拌器来进行实验。但是,当我真正尝试使用它的时候,除了感受到了它带来的便利性的同时,我也知道必须要小心翼翼的使用它才行。在这里,我们将它与磁力搅拌器一起根据实际经验进行比较。

  • 优点

1,可以不用插入搅拌棒。

2,旋转稳定。

3,即使是高粘度的液体,也可以进行搅拌。

对于第1点,在搅拌的容量变大(使用5L或更大容量的烧瓶进行实验时)或只有一个搅拌棒进行处理时就会出现危险。例如,在放置搅拌棒时,要施加重力,有时会打碎烧瓶。并且,如果冷却/加热母线介于烧瓶和搅拌器之间,则磁力会变弱到不能选择的程度。而机械搅拌器则不会发生这种情况。

对于第2点,在使用磁力搅拌机开始搅拌的时候,大家都曾经历过要目不转睛盯着它工作的情况。而在使用机械搅拌器的时候,则旋转很稳定,而且即使在低速搅拌深色液体时,也很容易确认它正在搅拌。

对于第3点,在加入固体和少量溶剂并逐渐加入液体的实验中,搅拌器一开始可能会有不旋转的情况。而机械搅拌器在这一点上因为具有足够的扭矩,所以可以方便并且稳定的进行搅拌。

 

  • 缺点

1,电机的重量很重

2,在处理叶片时必须要十分小心

3,使用时叶片的定位很重要

上图中电机的重量为2.8公斤,如果你没有将它牢固地固定在坚固的支架上,它将会与支架一起倒塌,而且,因为叶片的结构复杂,所以反应物的回收率并不理想。使用后的清理还要花费大量的精力和时间。对于第三点,需要固定机器的位置以确定搅拌容器内叶片的位置,确保叶片工作时不会碰到烧瓶的底面和侧面。

无翼搅拌器

KAK开发了一种无翼搅拌器,通过离心力产生水流来进行搅拌,这种搅拌器不仅可以更有效地进行全面搅拌,同时发泡也更少。

小型搅拌器

就像上面提到的,大多数机械搅拌器电机很笨重,所以很难用于小型烧瓶,为了适应这种情况,Techno Sigama又开发了一种小型的搅拌器,利用弯曲的PTFE杆的旋转而带动搅拌器搅动。

 

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