硅胶蠕动泵管的局限性

一套完整的蠕动泵系统通常包括主机、泵头、蠕动泵管3部分。
目前国内*常见的蠕动泵管,有硅胶管、复合橡胶管、pvc管等等。
使用硅胶蠕动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。
硅胶管作为蠕动泵管应用,其寿命并不长——在一项测试条件为600rpm转速、3滚轮泵头、常温23度、测试样品为纯水的测试中,寿命50-75小时。道康宁apt软管(advanced pump tubing),由于配方不同,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,铂金硫化硅胶蠕动泵管拥有疏水性的内表面,光滑的硅胶内表面几乎不会带来涡流死角;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,硅胶蠕动泵管的应用相当广泛。
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,其成分会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,必须更换其它蠕动泵管材。
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,却未被发现。
那么,是什么造成了硅胶蠕动泵管面对有机物料时的无力呢?
从微观角度笼统地讲,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,非极性分子会与之相似相溶(例子如等)。在输送非极性有机物时,硅胶管本身被不断侵蚀溶解。使用一段时间后(时长因有机物性质而异),硅胶蠕动泵管像海绵吸水一样,浸满有机溶剂(有时候表面性状并不明显),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,并搭配耐腐蚀或强化学稳定性的蠕动泵管(如圣戈班norprene chemical,norprene a-60-g或f5500-a等)。
化学行业相关的领域,尤其应当引起警惕。
关键词:蠕动泵

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