Le principe de base du mélangeur à Vortex est de créer un effet de Vortex par rotation excentrique à grande vitesse, entraînant le liquide pour former une forte Convection dans l'espace tridimensionnel, ce qui permet un mélange efficace. La relation entre son mode de vibration et l'efficacité du mélange peut être résolue de trois façons:
I. mode de vibration: formation de tourbillons entraînés par rotation excentrique
Le mélangeur à Vortex entraîne l'arbre excentrique en rotation à grande vitesse (généralement 2000 - 3000 tr / min) par l'intermédiaire d'un moteur électrique, ce qui permet à des récipients tels que des tubes à essai placés sur une surface vibrante de générer une force centrifuge périodique. Cette force centrifuge provoque la formation d'un vortex hélicoïdal du liquide à l'intérieur du récipient dont la trajectoire de mouvement peut se décomposer en:
Mouvement circulaire dans le plan horizontal: le liquide s'écoule circonférentiellement le long de la paroi du récipient en raison de l'inertie, formant un vortex de base;
Convection dans la direction verticale: la différence de pression entre le Centre du vortex et la paroi du tube entraîne le liquide vers le haut et vers le bas, brisant la stratification;
Turbulence à micro - échelle: les oscillations à haute fréquence (des centaines de fois par seconde) créent des forces de cisaillement entre les molécules du liquide qui accélèrent la suspension ou la dissolution des particules.
Par exemple, lors du traitement de liquides à haute viscosité, tels que le glycérol, l'augmentation de la vitesse de rotation peut améliorer la résistance à la turbulence et réduire le temps de mélange à 1 / 5 de celui des méthodes traditionnelles.
II. Effet direct du mode de vibration sur l'efficacité du mélange
L'amplitude agit en synergie avec la vitesse de rotation: l'amplitude détermine la couverture du vortex et la vitesse de rotation contrôle l'intensité du vortex. Des expériences ont montré que lorsque l'amplitude est fixée à 3 mm, la vitesse de rotation est augmentée de 2000 à 3000 tr / min et le temps de mélange est réduit de 40%, mais au - delà de 3500 tr / min peut provoquer des éclaboussures de liquide.
Mode d'oscillation synchrone multitubulaire: le mélangeur multitubulaire Scroll permet le traitement par lots grâce à la vibration globale de la plate - forme, dont la cohérence de la fréquence de vibration (erreur < 2%) garantit le même effet de mélange pour chaque échantillon, adapté aux expériences à haut débit (telles que la détection ELISA).
Contact par rapport au sans contact: la manière dont le tube à essai manuel appuie sur la tête en caoutchouc (contact) peut contrôler la force de manière flexible et convient à un petit échantillon; L'oscillation de la plate - forme fixe (sans contact) transmet l'énergie par couplage mécanique, réduit les interférences humaines et améliore l'uniformité du mélange de 30%.
Iii. Optimisation de l'efficacité: de la mécanique des fluides aux scénarios d'application
Conception mécanique des fluides: l'utilisation de la table vibrante de type bol peut s'adapter à différents récipients de spécification, sa structure incurvée permet au vortex de s'étendre axialement le long du récipient, éliminant l'angle mort inférieur; La table vibrante plate améliore l'efficacité du transfert d'énergie en augmentant le coefficient de frottement (μ = 0,6).
Innovations matérielles et structurelles: les boîtiers métalliques ou les plastiques techniques améliorés réduisent les pertes de vibrations, les moteurs Brushless DC réduisent le bruit (< 50 DB) et augmentent la durée de vie (> 10 000 heures).
Adaptation de scène d'application:
Biologie moléculaire: lors de l'extraction de l'ADN, le mélangeur Vortex peut mélanger rapidement le lysat cellulaire avec l'échantillon, ce qui permet d'améliorer l'efficacité de libération de l'ADN de 25%;
Recherche et développement de médicaments: lors du mélange de médicaments avec des cellules, le mode d'oscillation douce (vitesse de rotation < 2500 tr / min) évite la rupture cellulaire et assure la stabilité de l'ingrédient actif;
Surveillance de l'environnement: lors du traitement des échantillons d'eau, le mélangeur Vortex peut disperser uniformément les contaminants en 30 secondes, ce qui réduit la limite de détection ultérieure à 0,1 ppb.
Le mélangeur Scroll permet d'équilibrer l'efficacité du mélange avec l'adaptabilité de l'échantillon en contrôlant précisément les modes de vibration (amplitude, vitesse de rotation, mode de contact). Sa conception est basée sur les principes de la mécanique des fluides, en combinaison avec la science des matériaux et la technologie de contrôle automatique, pour devenir l'outil standard pour le mélange d'échantillons de petit volume dans les laboratoires.