搅拌器的类型、尺寸和速度会影响混合功率在整体流动和湍流脉动之间的分布。一般来说,涡轮搅拌器的功率分配有利于湍流脉动,而旋转螺旋桨搅拌器有利于整体流动。对于同一类型的搅拌器,在相同的功耗条件下,大直径、低速搅拌器的功率主要消耗在整体流量上,有利于宏观混合。直径小、高速搅拌器,功率主要消耗湍流脉动,有利于微混合。搅拌方法有三种:人工搅拌、磁性搅拌和机械搅拌。人工搅拌一般可以在玻璃棒的帮助下进行,磁性搅拌采用磁性,机械搅拌采用机械搅拌机。
机械搅拌机主要包括三个部分:电机、搅拌棒和搅拌密封装置。电机是电源部分,固定在支架上,由调速器调整其旋转速度。搅拌棒与电机连接。当电源打开时,电机驱动搅拌棒旋转和搅拌。搅拌密封装置是搅拌棒与反应器连接的装置,可在密封系统中进行反应。搅拌棒的效率在很大程度上取决于搅拌棒的结构,介绍的旧搅拌棒是由粗玻璃棒制成的。根据反应器的大小、形状、瓶口的大小和反应条件的要求,选择更合适的搅拌棒。
磁性搅拌机利用磁场的同性排斥和异性吸收的原理,利用磁场将磁性搅拌机放置在容器中进行圆周运行,从而达到搅拌液的目的,特别适用于反应量相对较小或在密闭条件下进行反应的情况。磁性搅拌机的使用更加方便。根据具体实验要求,对样品温度进行加热和控制,保持实验条件所需的温度条件,确保液体混合物满足实验要求。然而,缺点是磁性搅拌机不能顺利使用某些粘性液体或大量固体参与或产生的反应。此时,应选择机械搅拌机作为搅拌动力。
磁性搅拌器通常适用于食品、生物制药等领域。随着生物制药对搅拌器轴密封的无菌和风险控制提出了更高的要求,工业磁性搅拌器在20世纪80年代出现在瑞典。下磁性搅拌器已成为市场的主流,并继续朝着简单、扭矩大、剪切力大或剪切力极低的方向发展,轴承材料安全,易于在线清洁,在线消毒。例如,生物反应器专用的低磁性搅拌器、高剪切力均匀的低磁性搅拌器等。是否能证明搅拌器可以在线清洗和在线消毒,轴承材料的安全性已成为生物制药搅拌器选择前的黄金标准。
此外,桌面磁性搅拌机利用磁性材料的排斥特性,通过不断改变底座两端的极性来促进磁性搅拌棒的旋转;缺点是能量转换效率低,仅适用于小体积液体搅拌。虽然桌面磁性搅拌机和磁性棒得到了广泛的应用,但目前仅限于研发。随着国内科研水平的大幅提高,磁性搅拌机的应用将在未来逐步扩大,成为行业领先的仪器。