Перистальтичний насос переміщує рідину, стискаючи гнучку трубку з обертовими роликами. Трубка є єдиною зволоженою частиною, що усуває необхідність очищати камеру насоса між партіями. Завдяки цій конструкції перистальтичні насоси домінують у дозуванні в біообробці, лабораторному аналізі, діалізі, інфузії та роздачі їжі. Саме тому трубка, а не насос, визначає точність потоку, ризик забруднення та інтервал технічного обслуговування.
У цій статті описано, як визначити силіконову трубку для перистальтичного обслуговування: твердість, товщина стінки, розмір отвору, очікуваний термін служби трубки та документація про відповідність, яка потрібна покупцям медичних, фармацевтичних і харчових продуктів.
Чому силікон є загальним вибором для перистальтичних трубок
Чотири матеріали трубок застосовуються для перистальтики: силікон, силікон-затверділого платиною, термопластичний еластомер і ПВХ. Силікон використовується за замовчуванням з кількох причин.
Хімічна стійкість до широкого діапазону водних і помірно агресивних рідин
Діапазон температур від приблизно -50 градусів до 200 градусів, що дозволяє дозувати пару та гарячу рідину
Відновлення стиснення, тому труба повертається до своєї форми після кожного проходу ролика
Без пластифікатора, що запобігає вимиванню в рідину, що перекачується
Прозорі марки, які дозволяють візуально перевіряти потік і бульбашки
Варіанти платинового затвердіння з низьким профілем екстракції для чутливих рідин
Властивість відновлення стиснення є центральною для перистальтичної роботи. Кожен прохід валика сплющує трубку, і трубка повинна пружинити назад, щоб заповнитися, перш ніж прибуде наступний валик. Відновлення силікону є потужним, що забезпечує стабільний потік і тривалий термін служби трубки, коли товщина стінки та твердість відповідають напору насоса.
Для основного матеріалу цих труб див. тверду силіконову гуму, сімейство HTV, що використовується для екструзії.
Твердість, товщина стінки і взаємозв'язок потоку
Три розміри труби впливають на продуктивність більше, ніж будь-яка інша змінна.
Отвір або внутрішній діаметр (ID).Встановлює об’єм за один прохід ролика, а отже, швидкість потоку при заданій швидкості насоса. Потік змінюється відповідно до площі поперечного перерізу, тому невелика зміна отвору призводить до значної зміни потоку.
Товщина стінки.Встановлює коефіцієнт стискання та силу відновлення. Тонкі стінки наповнюються швидше та підходять для високошвидкісного дозування. Товсті стінки витримують вищий тиск нагнітання і служать довше за певної оклюзії за рахунок більшого крутного моменту приводу та повільнішого наповнення.
Твердість.Задає жорсткість і відновлення. Твердіша трубка протистоїть повзанню та довше зберігає точність потоку. Більш м’яка трубка ущільнює валик з меншою силою та підходить для меншого тиску та делікатніших рідин.
Типова силіконова перистальтична трубка працює від 50 до 70 по Шору А. Звичайний медичний і лабораторний діапазон становить приблизно від 50 до 60 по Шору А. Для дозування під низьким тиском доступні більш м’які сорти, але вони мають тенденцію повзати швидше під постійною оклюзією.
| Параметр трубки | Типовий діапазон | Вплив на продуктивність |
|---|---|---|
| Отвір (ID) | від 1 до 12 мм | Прямий драйвер потоку за прохід ролика |
| Товщина стінки | від 1,6 до 4,8 мм | Контролює тиск і швидкість наповнення |
| Твердість | Від 50 до 70 за Шором А | Встановлює силу ущільнення, опір повзучості та термін служби |
| Робоча температура | -50 до 200 градусів | Дозволяє використовувати пару та гарячу рідину |
| Стійкість до стерилізації | Автоклав, гамма, EtO | Метод визначає вибір оцінки |
Термін служби трубки, який вказують постачальники, завжди повинен бути прив’язаний до конкретного напору насоса, швидкості, оклюзії та протитиску. Термін служби 500 годин на низькій швидкості та низькому тиску не є таким же обов’язком, як 500 годин на високій швидкості проти протитиску.
Термін служби трубки та що його скорочує
Силіконові перистальтичні трубки в лабораторних умовах зазвичай працюють від кількох сотень до понад тисячі годин, і розкид є великим, оскільки навантаження дуже різні.
Основні фактори, що скорочують життя:
Налаштування оклюзії.Надмірна оклюзія вирівнює стінку після повного відновлення та прискорює втому. Під оклюзією зменшує потік, але продовжує термін служби.
Швидкість насоса.Вища швидкість означає більше проходів ролика за годину та швидше накопичення втоми.
Зворотний тиск.Більш високий тиск нагнітання збільшує напругу стінки при кожному проході.
температура.Постійне гаряче обслуговування пом'якшує трубку та прискорює повзучість.
Хімічний вплив.Агресивні розчинники та концентровані кислоти впливають на поверхню.
Товщина стінки.Тонкі стінки втомлюються швидше, ніж товсті при однаковій оклюзії.
Механізмом стресу є механічна втома, а не хімічна. У застосуванні медичних трубок, таких як трубки LSR для точного дозування, застосовується та сама логіка втоми: відновлення після стиснення є властивістю, яка визначає термін служби.
Практичний підхід до технічного обслуговування: реєструйте години роботи насоса відповідно до визначеної оклюзії та швидкості, потім замінюйте трубку на 70–80 відсотках перевіреного терміну служби, а не при видимій несправності. Зміщення потоку наприкінці терміну служби є поступовим і може уникнути візуальної перевірки.
Відповідність для медичних, фармацевтичних і харчових контактів
Перистальтичні трубки часто торкаються біологічних рідин, ліків або їжі. Набір відповідності залежить від категорії контакту та ринку.
Для медичного та фармацевтичного контакту загальні вимоги:
Випробування біологічної реактивності USP класу VI
Біологічна сумісність серії ISO 10993, цитотоксичність ISO 10993-5 та подразнення та сенсибілізація ISO 10993-23
FDA 21 CFR 177.2600 для гумових виробів багаторазового використання, які стосуються харчових продуктів або ліків
Декларація платинового-затвердіння, оскільки залишки перекису можуть з’являтися під час тестування екстрагованих речовин
Для роздачі їжі та напоїв:
FDA 21 CFR 177.2600
Тестування міграції ЄС 10/2011 для відповідного імітатора
Декларація REACH SVHC
Примітка про взаємодію стандартів. ISO 10993 охоплює біологічну оцінку, USP Class VI охоплює специфічний набір тестів на біологічну реактивність, а FDA 21 CFR 177.2600 охоплює контакт гуми з харчовими продуктами. Одна марка труб може задовольнити більше ніж одну, і покупець повинен запитати, які звіти є у файлі з датами, а не припускати.
Для стерилізації силіконова трубка витримує паровий автоклав, гамма-випромінювання та EtO. І пара, і гамма проходять через структуру ISO, яка вже охоплена медичним силіконом, а вибір сорту трубок взаємодіє з методом стерилізації так само, як і формовані деталі.
Сорти трубок: платиновий засіб проти перекису
Трубка екструдується, а потім затверджується. Система затвердіння змінює екстракційний профіль і запах.
Платиновий засібне залишає побічних продуктів перекису, має низький профіль екстракції та є стандартом для трубок USP класу VI та ISO 10993. Він коштує дорожче і більш чутливий до інгібування затвердіння від певних забруднень під час екструзії.
Лікування перекисомє дешевшим і залишається поширеним у промислових і загального призначення труб. Він може мати запах і вищий рівень екстракції, тому його уникають для контакту з наркотиками, кров’ю або дитячою їжею.
Для більшості перистальтичних медичних і лабораторних завдань укажіть лікування платиною та запитайте дані, які можна отримати.
Хімічна сумісність і вибір рідини
Силікон справляється з широким діапазоном рідин і має відомі слабкі сторони, які покупець повинен перевірити, перш ніж вказувати.
Силікон добре працює з більшістю водних розчинів, спиртів, розбавлених кислот і лугів, а також з широким спектром біологічних рідин. Це охоплює більшість перистальтичних доз у фармацевтиці, діалізі, лабораторному аналізі та харчуванні.
Силікон піддається впливу концентрованих кислот, деяких кетонів і альдегідів, ароматичних і хлорованих розчинників і деяких масел. У цих рідинах силікон набухає, розм’якшується та швидко втрачає відновлення від стиснення, що закінчує термін служби трубок і може вивільняти екстраговані речовини в рідину.
Якщо використовується розчинник, варіантами є інший еластомер, наприклад перфторэластомер або термопластична трубка, або зміна шляху рідини. Вибір силікону для задачі дозування розчинника за замовчуванням призводить до ранньої поломки трубки та можливого забруднення рідини.
Практичний етап перевірки: проведіть випробування на сумісність фактичної рідини при фактичній температурі протягом запланованого часу контакту, потім виміряйте твердість, розбухання та відновлення під тиском. Таблиця сумісності постачальників є початковим фільтром, а тест на замочування є підтвердженням.
Точність потоку та пульсація
Перистальтичний потік за своєю суттю пульсуючий, оскільки рідина рухається лише тоді, коли проходить ролик. Два параметри формують профіль потоку.
Роликовий підрахунок встановлює частоту пульсу. Більша кількість роликів створює менші, більш часті імпульси та більш плавний потік. Менша кількість роликів створює сильніші імпульси та ширшу миттєву зміну потоку.
Товщина стінки та твердість встановлюють поведінку заповнення. Тюбик, який повністю заповнюється між проходами, забезпечує постійний об’єм. Трубка, яка повільно наповнюється на високій швидкості, подає менше номінального, що знижує точність потоку.
Для точності критичного дозування загальними вимогами є крива точності потоку через термін служби трубки та показник повторюваності на робочій швидкості. Попросіть обидва, виміряні за товщиною стінки та швидкістю, а не за загальною контрольною точкою.
Підбір трубок до головки насоса
Головка насоса задає геометрію оклюзії, і трубка повинна відповідати їй.
Переконайтеся, що головка насоса відповідає вибраній вами товщині стінки. Багато головок побудовані навколо нерухомої стіни і не будуть підтримувати точність потоку з іншою стінкою.
Переконайтеся, що довжина трубки відповідає траєкторії головки. Надмірна довжина спричиняє блукання та нерівномірний знос.
Підтвердьте крутний момент приводу. Товсті тверді стінки збільшують крутний момент і можуть перевищувати потужність невеликого приводу.
Підтвердьте кількість роликів. Більша кількість роликів означає менші імпульси рідини та більше проходів за один оберт.
Точність потоку зазвичай вказується у відсотках від номінального значення та залежить від терміну служби труби, тому попросіть криву точності потоку через термін служби труби у вашій робочій точці.
Контрольний список специфікацій
Вкажіть рідину, включаючи температуру, концентрацію та будь-який вміст розчинника
Вкажіть необхідну швидкість потоку та діапазон швидкості насоса, який буде використовуватися
Вкажіть отвір, товщину стінки та твердість як узгоджений набір, а не окремо
Вкажіть систему затвердіння, платину для чутливого контакту
Вимагати USP класу VI та відповідних звітів ISO 10993 для медичних контактів
Вимагати FDA 21 CFR 177.2600 або ЄС 10/2011 для контакту з харчовими продуктами, з назвою імітатора
Потрібна цифра терміну експлуатації трубки, прив’язана до заявленої оклюзії, швидкості та протитиску
Вимагайте кривої точності потоку протягом терміну служби для точності критичного дозування
Вимагати положення про контроль змін для змін сполук і ліків
Вимагайте відстеження партії від партії трубок до партії з’єднання
Куди підходить ANYSIL
Компанія ANYSIL виробляє силіконові трубки HTV із платиновим-затвердінням і марки LSR на заводі в Гуанчжоу з місячною потужністю понад 300 тонн і 15 технічним персоналом для розробки сортів. Трубки для контакту з медичними та харчовими продуктами доступні в діапазоні від 50 до 70 по Шору А, з документацією, що охоплює USP Клас VI, звіти ISO 10993, FDA 21 CFR 177.2600, декларації REACH SVHC і RoHS, підготовлені для замовлення. Спеціальні комбінації отвору та стінки доступні для певного напору насоса.
Надішліть рідину, температуру, швидкість потоку, модель головки насоса та вимоги до відповідності. Технічна команда порекомендує сорт труб і пакет даних, необхідних для вашого файлу перевірки.
Запит на оцінку трубок перистальтичного насоса