Mieszadło magnetyczne

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Bezsilnikowe mieszadło magnetyczne z płytą grzejną

Mieszadło magnetyczne to sprzęt laboratoryjny służący do bezkontaktowego mieszania cieczy w naczyniach laboratoryjnych, jak kolby lub zlewki, a nawet probówki.

Sposób działania[edytuj | edytuj kod]

Proste mieszadełka do mieszadła magnetycznego

Do kolby wrzuca się "mieszadełko" (tzw. "dipol"), które ma zwykle kształt krótkiej belki wykonanej z żelaza, zatopionej w polietylenie lub w teflonie. Pod kolbę podkłada się mieszadło właściwie, którego najistotniejszym elementem jest generator zmiennego, rotującego pola magnetycznego. "Mieszadełko" reaguje na zmiany orientacji tego pola podążając za nim, czego efektem jest jego rotacja i mieszanie cieczy zawartej w naczyniu.

Rodzaje mieszadeł[edytuj | edytuj kod]

Istnieją dwie podstawowe konstrukcje elementów generujących rotujące pole magnetyczne w tego rodzaju mieszadłach:

  • układ statycznych elektromagnesów, które są naprzemiennie włączane i wyłączane, co wywołuje rotację pola podobnie jak to jest w silnikach elektrycznych
  • komplet magnesów trwałych, umieszczonych na płaskiej tarczy, która jest obracana przez niezależny silnik elektryczny

Mieszadła z układem statycznych elektromagnesów są trwalsze i prostsze w konstrukcji, ale nadają się tylko do napędzania niewielkich "mieszadełek" i występują w nich kłopoty z regulacją obrotów - zwłaszcza w niższych zakresach szybkości. Nie można ich też zintegrować ze stolikami grzewczymi, gdyż prąd płynący w elementach grzejnych zakłócałby słabe pole generowane przez tego rodzaju mieszadła. Obecnie mieszadła tego rodzaju są w zaniku. W miarę popularne są jeszcze tzw. mikromieszadła, które są zdolne napędzać bardzo małe "mieszadełka", ale same też mają bardzo małe wymiary, dzięki czemu są poręczne.

Mieszadła z trwałymi magnesami są w stanie generować znacznie silniejsze pole magnetyczne bez zużywania dużej ilości prądu elektrycznego, a dzięki temu, że rotacja magnesów jest wywoływana przez silnik elektryczny, możliwa jest pełna regulacja jego obrotów. Ponad tarczą z magnesami można też umieścić elektryczną płytę grzejną, podobną w konstrukcji do płyt zwykłych kuchenek elektrycznych, co daje w rezultacie uniwersalne urządzenie, zdolne do jednoczesnego grzania i mieszania zawartości naczyń.

Najbardziej nowoczesne mieszadła tego rodzaju są też często zaopatrywane w precyzyjny zintegrowany termostat elektroniczny, który umożliwia pełną kontrolę temperatury w łaźniach grzejnych, które stawia się bezpośrednio na płycie grzejnej mieszadła.

Kształty i rozmiary mieszadełek[edytuj | edytuj kod]

Na efektywność mieszania, oprócz precyzji kontroli szybkości obrotów i intensywności generowanego pola magnetycznego, ma też dobór kształtu i rozmiaru "mieszadełek" do kształtu i objętości naczyń.

Zbyt duże mieszadełko miesza zawartość naczynia zbyt gwałtownie, lub zaczepia się o jego ścianki, przez co kręci się bardzo nierównomiernie robiąc przy tym dużo hałasu. Zbyt małe "mieszadełko" tworzy z kolei lej w samym środku naczynia, przez co zawartość przy ściankach naczynia nie jest w ogóle mieszana.

Najczęściej spotykanym kształtem "mieszadełek" jest prosty, krótki pręt, z półokrągłymi zakończeniami. Tego rodzaju mieszadełka sprawdzają się najlepiej w naczyniach płaskodennych. Czasami, na środku długości tego rodzaju mieszadełek dodaje się mały karbik, który zmniejsza powierzchnię kontaktu mieszadełka z płaskim dnem naczynia, co zmniejsza opory tarcia.

Do kolb okrągłodennych stosuje się częściej mieszadełka w kształcie piłki do rugby, gdyż taki kształt lepiej pasuje do dna takich kolb. Oprócz tych dwóch podstawowych kształtów produkowane są także mieszadełka w różnych innych specjalnie projektowanych kształtach (łopatki, propellery, koniczynki, itp.), które w teorii mają poprawiać skuteczność mieszania, zwykle jednak ich wysoka cena, wynikająca ze skomplikowania ich produkcji, nie jest warta efektu jaki dają.

Do bardzo lepkich płynów (np. stężonych roztworów polimerów) stosuje się czasami tzw. "pełzające" mieszadełka, które nie wykonują prostej rotacji, lecz ich konstrukcja wymusza ruch pełzający, który skuteczniej miesza lepkie płyny. Ruch ten jest wymuszany poprzez kształty utrudniające prostą rotację oraz poprzez celowe przesunięcie środka ciężkości tych dipoli, względem ich środka geometrycznego.

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Wikimedia Commons