如今，无论是在基准尺度上，试点量表还是工业尺度上，许多实验都涉及将一种或多种试剂混合以产生反应或将固体颗粒溶解为液体培养基。
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混合过程的有效性对于确定整体过程在任何规模上是否可行，并且可以是反应工作与高产量和低产量之间的差异之间的差异。在这里，我们剖析了流体混合过程背后的原理，并查看学术和工业实验室中使用的一些主要设备。app亚博体育
混合原则
混合过程的有效性取决于液体的流速，这反过来决定了将多少试剂/添加剂溶解到系统中。有两种主要类型的流体流动层 - 层 - （均匀和不均匀）和湍流。
系统中表现出的流动类型取决于两个主要参数之一，即流体容量流速和质量流量，具体取决于混合的类型。关于这些流程参数，流体容量流与溶液有关，并且受给定时间流过一个定义点的溶液的量，而质量流量涉及流动的质量运动量，该质量运动的量流过一个给定点。
也有许多因素会影响流速。可能影响流速的主要参数是液体的粘度，液体密度和与混合容器接触的液体的摩擦。
根据容器的尺寸和类型，流源混合的类型可能非常重要。在大多数情况下，实现湍流是有益的，因为它可以在混合容器中更好地横向和垂直混合。但这并非总是可能的，因此有时必须使用层流混合。
层流
层状型混合是最不可有效的混合方法，通常用于大型试验刻度设备，例如食品混合器或磁性搅拌方法。app亚博体育通过搅拌器热板搅拌的磁搅拌可以达到湍流，但在较低的速度下，只会产生层流。
层流是在液体中进行混合流动的层，彼此越过的层。这些可以是均匀的或不均匀的，分别导致轴对称和不对称流。
层流中的流体遵循一条光滑的路径，流体层永远不会彼此干扰，因此，为什么这种混合并不总是有效。但是，在层流式混合中，流体的任何点均恒定。
湍流
湍流可确保更高的混合效率，并通常以高速生产，无论是从搅拌器热板，涡旋搅拌机，球磨坊混合器还是具有高速功能的大型搅拌机。
与层流不同，湍流会使混合容器中的流体层之间的界面扭曲，将其分解，并允许在侧面和垂直尺寸中混合。湍流混合通常会形成漩涡 - 如果您使用的反应容器未形成漩涡，那么您还没有达到湍流。
这种混合类型对于溶解和反应物的混合特别有用，因为它允许所有组件在容器的所有三个维度中混合。由于破坏界面所需的能量很高，湍流的发生速度要高得多，但是，流体的速度在每个点都不是恒定的。流动变得湍流的点通常由雷诺数定义。
雷诺数
雷诺数是一个无量纲值，用于预测流体中的流动模式。这延伸到混合过程中的一般流体流和流量。雷诺数结合了流体密度的参数，流体速度，以米为单位测量的线性尺寸，流体的动态粘度和流体的运动速度输出以输出一个数字的数字，该数字与流体是否具有层状流动流动流动性流动性流动性流量相对应。图案。
简而言之，雷诺数由惯性力和流体内的粘度力之比控制。实现湍流的值取决于流体溶液中颗粒的类型，大小和形状，因此根据过程的变量数量也是如此。
散装搅拌机
散装搅拌机的大小不同，从小型磁力搅拌器热板到试验性秤食品混合器和工业尺度化学混合器。使用这些类型的混合器，混合过程的流速通常决定了容器内的流动类型，并且层状和湍流混合都是可能的。
在散装混合器类中，科学机构中最常见的类型是搅拌器热板。这些形式有多种形式和制造商，包括Stuart设备，Thermo Fischer Scientific，Camlab，Corapp亚博体育ning和IKA等。这些仅对在小规模上混合有用。
对于混合应用，可以使用磁性搅拌器和搅拌器热板。对于需要同时混合和加热的反应，搅拌器热板是最佳选择，但是对于一般混合应用，可以使用。
向化学混合器索取更多信息
这些搅拌机使用通常涂有特氟龙的磁力搅拌器将溶液混合。混合的速度将决定混合的效率，但是，在高速下，磁力搅拌器在磁场中可能变得不平衡，并且不提供任何进一步的旋转/混合。因此，在将容器独自混合之前，找到最佳速度是关键。
这些是在所有科学学科中广泛使用的，在大多数学术实验室和小规模的研发实验室中通常都可以找到。还可以内置温度计，以保持溶液温度恒定，并且还可以购买多个搅拌板搅拌机。
对于较大的混合应用，可以使用试验刻度混合器。但是，在反应容器中，许多较大的较大搅拌机在反应容器中具有较大的体积和更大的散装流量，而不是湍流，而不是湍流，这有时会导致由于两个尺度具有不同尺度而扩大过程的问题混合动力学。但是，较大的混合容器可以产生更大的剪切力，从而有助于补偿缺乏湍流。
这些混合器种类繁多，对于化学混合和食品研究应用都是常见的。对于食品研发应用，最常见的类型是Winkworth搅拌机。由于某些食品的脆弱性，食品研究混音器通常没有与化学混合器相同的剪切能力。
一般化学混合的常见试验量表设备由Silapp亚博体育verson，Ika和Ross制造，以备用一些制造商的名字。工业规模的混合器，即参与商业规模生产的搅拌机，是由莫顿混音器，霍索卡瓦·微米有限公司（Hosokawa Micron Ltd）和约翰·R·布恩（John R Boone）在内的各种公司生产的，其中包括已经提到的其他一些制造商。
涡流搅拌机
涡流混合器（也称为涡旋）通常在实验室中使用，以在低体积环境中使用高速进行有效混合。结果是湍流，可以有效地混合溶液/分散固体，均匀的溶液并破坏细胞。涡流混合器使用特定的低体积管，可轻松适合设备。
涡流搅拌机使用带有垂直驱动轴的电动机和顶部的橡胶件。当打开电动机时，当将样品小瓶放在混合器上时发生，将圆形运动转移到液体样品中，并以足够的速度形成涡流。
涡流混合器仅在小型研究实验室中使用，最常见于生物应用，也用于一些基于化学和工程的样品。市场上有许多涡流混合器，普通制造商是Stuart，VWR，Corning，IKA，Fischer Scientific和Sciquip。
球磨坊调音台
球磨混合器在实验室中不太常见，但可用于混合，均匀化，细胞破坏和DNA恢复。从本质上讲，球磨坊是高速振动器。如果您要拿一个小样品小瓶并沿其垂直轴摇动物品，那么您将做与球磨坊混合器相同的工作，尽管效率大大降低。
球磨坊搅拌机通常用于小型研发实验室，无论是在学术还是工业环境中。他们使用撞击和摩擦能有效混合样品。球磨坊混合器通常是高能量混合器，根据购买的设备，施加的能量量，适用于干燥，潮湿和低温样品。app亚博体育
高速球磨机混合器中的G-Force足以分解，分散，岩石和陶瓷样品。可以一次运行多个样品，大多数机器可容纳两个机器同时样品。球磨机混合器的常见制造商是RETSCH，SPEX SamplePrep和Horiba。
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