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硅胶蠕动泵管的局限性
发表时间:2012-11-17 17:19:43    点击次数:3387

一套完整的蠕动泵系统通常包括主机、泵头、软管3部分。
目前国内最常见的蠕动泵管,有硅胶管、复合橡胶管、PVC管等等。

使用硅胶泵管的场合一般为生物或制药行业相关,如培养液的过滤、细胞灌流、发酵罐、注射用水输送等。工业流程中一般用制作工艺较高的铂金硫化硅胶管(如道康宁pharma-50、APT硅胶管,或圣戈班3350软管),其内壁光滑,可达到FDA、USP、EU、NSF-51等标准的相应章程要求。

硅胶管作蠕动泵应用时寿命并不长,一般为600rpm、3滚轮泵头、23℃、测试样品为纯水时,寿命50-75小时。道康宁APT软管(Advanced Pump Tubing)寿命为一般硅胶管的6倍左右,此为例外。然而铂金硫化硅胶弹性体是一种优良的材料。在制作工艺优良的前提下,铂金硫化硅胶管拥有疏水性的光滑内表面,几乎不会带来涡流死角,是完全的变化控管;同时,硅胶管可以121度湿热灭菌,所以在生物及制药相关领域,硅胶管的应用相当广泛。

另外,硅胶对有机样品的耐性较差,输送极性有机溶剂,易造成泵管寿命大幅降低,增加停工、换管次数;更重要的是硅胶被溶解后,其含硅成分进入下一步工艺中引起污染。


软管对物料的化学兼容性可分为4类:优秀(E:Excellent),良好(G:Good),不合格、差(F:Fail),以及X(不推荐)。原则上,兼容性为F或X级别的,必须更换其它管材。举例:铂金硫化硅

胶对乙醇的耐性为F,对丙酮的耐性为X,对乙醇的耐性为E,对乙酸和脂肪酸等弱极性物质为G。对乙醇和丙酮必须采用耐受性为G或E的其它管材,这是多数使用者忽略的,然而在某些实验中,此类有机物对硅胶管的溶解,已经在影响实验结果。

那是什么造成了硅胶管面对有机物料时的无力呢?

微观角度,硅胶是多孔性的蜂窝状Si-C链聚合物,其表面的疏水基团可以阻止多数极性分子通过。
同时正因为如此,极性分子会与之相似相溶。在输送极性有机物时,硅胶管本身被不断侵蚀溶解,使用一段时间后(时长依有机物性质而异),硅胶管像海绵吸水一样,充满有机溶剂,不断有分子从其
表面挥发。
这些有机分子以气态或蒸汽形式存在,长期浸泡蠕动泵泵头。如果泵头本身是PESU等化学耐性差的材质,一般会加速泵头老损,甚至造成裂解。

参见我们的另一篇文章《兰格蠕动泵BT100-2J的应用及配件选型》,此时应该选择PPS等材质的泵头,并搭配耐腐蚀软管。化学行业相关的领域,尤其应当引起警惕。

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