Дозатор сред или дозатор культуральных сред — это устройство для многократной подачи небольших фиксированных объемов (обычно от 1 до 50 мл) жидкости, такой как лабораторная питательная среда, такая как расплавленный агар , или каустические или летучие растворители, такие как толуол, в ряд емкостей ( Чашки Петри , пробирки , колбы Фернбаха и др.). Зачастую важно, чтобы такие дозаторы работали без биологического или химического загрязнения, поэтому должны быть изолированы изнутри от окружающей среды и предназначены для легкой очистки и стерилизации перед использованием. Как минимум, дозатор средств массовой информации состоит из какого-то насоса , соединенного с выпускной трубкой или носиком. Дозаторы, используемые в лабораториях, также часто подключаются к микроконтроллерам для регулирования скорости и объема среды на выходе из насоса.
Лабораторные дозаторы сред могут включать, среди прочего, следующее: конструкции с плавающим поршнем, шприцевые насосы , перистальтические насосы , пипетки или пипетки, а также ячейки для впрыска под давлением . Ротодинамические насосы , как правило, не подходят для дозирования лабораторных сред.
Тип плавающего поршня включает подтипы с электрическим и ручным управлением. Оба имеют обратный клапан на обоих концах устройства, обеспечивающий поток жидкости только в одном направлении.
Электрический дозатор средств массовой информации с плавающим поршнем основан на принципе индукционного насоса . В этой конструкции используется плавающий поршень, расположенный внутри цилиндра (обычно из высококачественной ферромагнитной нержавеющей стали) и вибрирующий в соответствии с магнитным импульсом, генерируемым медной катушкой внутри цилиндра и окружающей поршень. Колебания поршня вперед и назад в цилиндре вызывают всасывание жидкости в цилиндр с одного конца с последующим выбросом с другого конца. [1]
Дозаторы средств для бутылок — это недорогая альтернатива индукционному насосу с приводом от двигателя. В этом типе поршень установлен на плунжере , который прижимается к пружине: когда пружина возвращает поршень в исходное положение, она втягивает среду вверх из резервуара под ним. При повторном нажатии поршень выливает среду из наконечника дозатора. Как и упомянутая выше электрическая модель, дозатор для бутылок не имеет прокладок и уплотнений. В отличие от предыдущей модели, эта не требует электричества . Однако он ограничен по общему количеству среды, которое он может выдать до того, как флакон с источником потребует пополнения, что делает его удобным для небольших применений, но менее удобным для более крупных. Их также сложнее калибровать, чем пипетки. [2]
Дозатор, способный дозировать твердые вещества, такие как порошки, смолы, микрошарики, шарики и т. д. В нем используется металлическая пластина с отверстиями для удержания определенного количества дозируемого твердого материала. После того, как отверстия заполнены «порошком», выдвигается ползунок, который открывает отверстия, также называемый «методом выпадающего слоя», позволяя порошку упасть в пробирку, лунку или микропланшет. Поскольку это устройство очень точное, оно широко используется в лабораториях и фармацевтической промышленности.
Шприцевой насос состоит из одного или нескольких шприцов, которые были предварительно заполнены и загружены в механизированное устройство, содержащее ходовой винт с приводом от двигателя , который толкает совершающий возвратно-поступательное движение поршень шприца(ов) на заданные расстояния с заданными интервалами. Эти устройства обладают чрезвычайно высокой точностью и не имеют импульсов (т. е. жидкость подается непрерывным потоком, а не с помощью пульсаций перистальтических или индуктивных насосов), но их объем ограничен общим объемом прикрепленного шприца ( s), и после опорожнения шприц(ы) потребуют повторного наполнения перед повторным использованием, что делает их использование еще более ограниченным, чем дозаторы с крышкой для бутылок. Они также являются одними из самых дорогих типов диспенсеров носителей, представленных в настоящее время на рынке. Обычными средами шприцевого насоса являются кислоты, химикаты, охлаждающие жидкости, горючие жидкости, коррозионные агенты, бензин или дизельное топливо, нежидкий газ или воздух, грунтовые воды, опасные материалы, жидкости с высокой вязкостью, жидкий металл, масла, питьевая вода, соленая вода, клеи и высокотемпературные среды.
Виды шприцевых насосов под давлением могут различаться в зависимости от фирмы:
Несмотря на свои недостатки, перистальтические насосы до сих пор являются отраслевым стандартом для дозирования больших объемов лабораторных сред: они способны непрерывно подавать жидкость из резервуара в любое количество емкостей, а также могут использоваться для грубых, густых или песчаных жидкостей. как свободнотекущие тонкие, и в отличие от многих других типов дозаторов, единственный контакт перекачиваемой жидкости во время подачи - это трубка, по которой она транспортируется: никогда не происходит никакого контакта с внутренним поршнем, плунжером или диафрагмой. , что обеспечивает высочайшую степень стерильности и исключает практически любое перекрестное химическое загрязнение. Однако их функциональность ограничена гибким сроком службы этой трубки, которая должна выдерживать сотни тысяч сжатий без потери целостности; доставка жидкости у них импульсная; изменение гибкости трубок означает, что они относятся к наименее точным формам дозаторов; трубка в перистальтическом насосе может неожиданно порваться — многие насосы имеют защиту, помогающую удерживать разорванные жидкости, но разрыв может испортить тщательно рассчитанную лабораторную процедуру и/или повредить внутреннюю работу самого насоса; немногие другие типы насосов более зависимы от микропроцессора или более бесполезны в случае механического повреждения; они вместе со шприцевыми насосами составляют самые дорогие дозаторы на рынке. [4]
Пипетка состоит из длинного тонкого трубчатого наконечника, соединенного с полым цилиндром с поршнем. Пипетки — это самый простой, самый маленький и в своей базовой форме самый дешевый тип дозатора среды, а также безимпульсный. Однако они могут эффективно транспортировать только одну или две заправки одновременно, и, если заправка не осуществляется сзади, наконечник трубки необходимо постоянно повторно вставлять в исходный сосуд для повторной заправки, что создает повторную возможность загрязнения . Они также требуют от пользователя выполнения большего количества работы, чем дозаторы любого другого типа, как с точки зрения времени на заполнение емкости, так и с точки зрения энергии, необходимой для обеспечения точности и аккуратности каждого наполнения (цифровые модели дозаторов могут работать быстрее и требовать меньше усилий для каждого наполнения). пользователем, чем ручные, хотя в этом случае они зависят от наличия электричества и возможности механического повреждения). Положительным моментом является то, что простая пипетка имеет мало движущихся частей, редко или никогда не ломается и способна относительно легко перемещать толстые или тонкие среды, в том числе содержащие абразивы .
Ячейковый дозатор для инъекций под давлением способен вводить лишь самые малые количества чрезвычайно чистых невязких сред, хотя и делает это с абсолютно высочайшей степенью точности. Ячейки в этом дозаторе, емкость которых обычно составляет от 0,5 до 2 мл, перед установкой в дозатор необходимо заполнить по отдельности с помощью центрифуги . После загрузки количество подаваемой жидкости будет зависеть от давления инертного газа, такого как гелий или азот, выходящего из резервуара и прижимающегося к элементам под давлением до 8500 фунтов на квадратный дюйм (59 МПа). Ячейка впрыска под давлением считается насосом «динамического», а не «вытесняющего» типа, поскольку она обеспечивает движение жидкостей путем приложения к ним силы непосредственно, без движущихся частей.