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一文看懂：传统机械搅拌vs磁力耦合搅拌vs磁悬浮搅拌
2024-08-28 15:03:46
生物制药配液系统-
【搅拌工艺】
配液是生物制药工艺流程里的高频场景，也是制药过程中核心且复杂的环节之一。
配液系统中：投料、搅拌、混合、加热、冷却、输送、离心、萃取、结晶、过滤、灌装等各类细分场景都离不开搅拌技术的加持。它确保了各种成分的均匀分布，这对于药物的质量、疗效和稳定性至关重要。
例如，在生产疫苗时，抗原、佐剂和辅料均匀混合能够保证每针疫苗都能提供一致的免疫反应。若混合不均匀，可能导致部分疫苗效力不足，影响免疫效果。又如在生物制剂的生产中，不同的蛋白质、缓冲液和添加剂的充分混合，能使药物分子的活性和结构保持稳定，从而保障药物的安全性和有效性。所以安全、可靠、高效的搅拌技术和设备将是生产利器。
一、常见的几种搅拌设备介绍
1.1 传统机械轴承搅拌
| 结构&工作原理：
机械轴承搅拌桶
| 常应用的工艺场景、特性概括：
机械轴承的搅拌效果主要取决于桨叶的形状，尺寸，转速等综合参数，由于是电机驱动，所以一般情况输出功率越大，搅拌效果越好，通常运用于大体积、粘稠难搅拌的料液混匀。
1.2 磁力耦合搅拌
丨结构：
丨工作原理：
转子之间通过磁场驱动 &搅拌中的结构
说明：电机和螺旋桨之间没有物理接触，主转子连接电机、次转子连接螺旋桨 ，气隙为主转子和次转子的中间空隙，两个转子都是由磁性材料制成，电机启动时，主转子会产生一个旋转的磁场，磁场会通过气隙作用在次转子上，使其跟随主转子同步旋转，这样就可以达到通过控制主转子驱动次转子来进行搅拌的目的，两者之间没有物理接触，解决了密封的问题。
丨常应用的工艺场景、特性概括：
磁力耦合搅拌装置几乎涵盖了从研发、试验、小试、中试到大生产的各个领域，尤其在应对大功率、大扭矩以及高温高转速等场景。对于粘度较高、易挥发、易氧化、易污染的物料有着很好的安全性能，避免了机械传输的搅拌器的副作用。
磁力耦合搅拌的轴承
不过磁力搅拌仍然存在轴承，所以在搅拌过程中难以避免与介质接触而带来的损耗，同时，磁力搅拌会产生一定的机械剪切力，对于生物制药领域，涉及到对剪切力敏感或需要更高精度的应用场景时，还是需要更高阶的搅拌技术。
1.3 磁悬浮搅拌
丨结构：
磁悬浮搅拌系统是一种利用磁力原理实现悬浮搅拌的技术，主要由磁悬浮无轴承电机、桨叶、隔离套、传感器和控制系统等部分组成，搅拌桨叶在袋内无轴承和封条，因此完全消除了悬浮叶桨和搅拌袋之间的摩擦，避免了传统搅拌方式中轴承处产生的剪切力，被公认为超净的搅拌系统。
磁悬浮搅拌爆炸图
丨工作原理：
磁悬浮搅拌系统的基本原理是利用磁场力实现桨叶的悬浮，使其与定子之间不产生物理接触，并通过外部的电磁场与悬浮的桨叶部件上的磁体相互作用，产生扭矩使其旋转，从而实现混匀。
相较于传统机械轴承搅拌以及磁力耦合搅拌，磁悬浮搅拌对其控制系统的技术和精确性有很的高要求，通过控制系统改变电磁铁中电流的大小，来精确控制桨叶的运转，从而达到洁净安全、稳定可靠的优良工艺效果。
丨常应用的工艺场景、特性概括：
剪切敏感的动植物细胞&蛋白质晶体
二. 3种搅拌的对比
丨配液情况：
丨机械结构：
丨控制系统：
三. SUPERMAG — MSS磁悬浮搅拌
苏州苏磁智能科技有限公司自主研发的Supermag MSS磁悬浮搅拌系统，低剪切，无机械摩擦，几乎完全消除了细胞损伤，高端生物制药搅拌工艺的最佳选择。
MSS磁悬浮搅拌系统在介质混匀方面的优势可以归纳于以下几点：
1.磁悬浮桨叶，无机械摩擦、高洁净、不产生异物
2.低剪切，适用于高纯敏感液体搅拌
3.智能控制，支持正反转，可精确操控桨叶的运动
4.转速范围可调，1rpm-1000rpm
5.耐腐蚀，低噪音，维护成本低
丨应用案例：
客户代表：国内头部生物制药设备厂
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