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          硅膠蠕動泵管的局限性

          2012-11-17

          一套完整的蠕動泵系統通常包括主機、泵頭、軟管3部分。
          目前國內最常見的蠕動泵管,有硅膠管、復合橡膠管、PVC管等等。

          使用硅膠泵管的場合一般為生物或制藥行業相關,如培養液的過濾、細胞灌流、發酵罐、注射用水輸送等。工業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),其內壁光滑,可達到FDA、USP、EU、NSF-51等標準的相應章程要求。

          硅膠管作蠕動泵應用時壽命并不長,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良的材料。在制作工藝優良的前提下,鉑金硫化硅膠管擁有疏水性的光滑內表面,幾乎不會帶來渦流死角,是完全的變化控管;同時,硅膠管可以121度濕熱滅菌,所以在生物及制藥相關領域,硅膠管的應用相當廣泛。

          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;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。


          軟管對物料的化學兼容性可分為4類:優秀(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,已經在影響實驗結果。

          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。
          這些有機分子以氣態或蒸汽形式存在,長期浸泡蠕動泵泵頭。如果泵頭本身是PESU等化學耐性差的材質,一般會加速泵頭老損,甚至造成裂解。

          參見我們的另一篇文章《蘭格蠕動泵BT100-2J的應用及配件選型》,此時應該選擇PPS等材質的泵頭,并搭配耐腐蝕軟管;瘜W行業相關的領域,尤其應當引起警惕。

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