一、核心功能
该模块的核心是通过自动化控制,完成从 “浓溶液” 到 “目标浓度溶液” 的转化,并将其按需求精确分配,主要功能包括:
自动稀释:根据预设比例(如浓度、体积比),将浓溶液与稀释剂(如水、缓冲液等)自动混合,生成目标浓度的溶液。 精确计量:通过高精度设备控制稀释后溶液的体积或质量,确保分配量符合设定值。 在线分配:将处理后的溶液实时输送至指定终端(如反应釜、检测池、包装线等),支持连续或批次分配。 实时监测与反馈:通过传感器实时监测浓度、流量、液位等参数,若偏离设定值,系统自动调整,保证稳定性。
二、典型组成部分
模块的结构需根据处理对象(如低粘度 / 高粘度液体、腐蚀性液体等)设计,通常包括以下核心单元:
组成单元 | 功能说明 |
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储液单元 | 包含浓溶液储罐、稀释剂储罐、中间缓冲罐(暂存稀释后溶液),部分带液位传感器,防止空罐或溢出。 |
输送与计量单元 | 采用计量泵(如柱塞泵、蠕动泵、齿轮泵) 或质量流量计,精确控制浓溶液和稀释剂的输送量,确保稀释比例精准。 |
混合单元 | 通过静态混合器(无运动部件,靠流体自身湍流混合)或动态搅拌器,快速实现浓溶液与稀释剂的均匀混合,避免局部浓度偏差。 |
检测与反馈单元 | 集成浓度传感器(如折光仪、密度计)、流量计、pH 传感器等,实时监测稀释后溶液的浓度、流量等参数,并将数据反馈至控制系统。 |
分配执行单元 | 由电磁阀、分配阀或机械臂组成,根据指令将计量后的溶液分配至指定位置(如反应容器、检测通道等),支持多通道并行分配。 |
控制系统 | 以 PLC(可编程逻辑控制器)、触摸屏或专用软件为核心,可预设稀释比例、分配量、流速等参数,实现全自动运行,也可与上位机(如 MES 系统)联动。 |
三、工作流程
以 “工业生产中原料液的在线稀释与分配” 为例,典型流程如下:
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参数设定:通过控制系统输入目标浓度(如 10%)、单次分配量(如 50L)、流速(如 10L/min)等参数。
自动取液:系统根据目标浓度计算浓溶液与稀释剂的比例(如 1:9),通过计量泵分别抽取对应量的浓溶液和稀释剂。
混合稀释:两种液体进入混合单元,经静态混合或搅拌后形成均匀的目标浓度溶液,进入中间缓冲罐。
检测与校准:缓冲罐内的浓度传感器实时检测溶液浓度,若偏离目标值(如 10.2%),控制系统自动调整计量泵的流速比例(如减少浓溶液输入),直至浓度达标。
计量分配:达标溶液经计量单元(如质量流量计)精确计量后,由分配阀输送至生产线的反应釜、包装罐等指定终端。
循环 / 结束:若需连续生产,系统重复上述步骤;若达到设定批次量,自动停止并发出提示。
四、关键技术指标
模块的性能取决于以下核心指标,需根据应用场景选择:
精度:计量精度(通常≤±0.1%~±1%,视泵类型而定)、浓度控制精度(≤±0.5%~±2%); 流量范围:支持的液体处理量(如 0.1mL/min~100L/min,覆盖微量实验到工业大流量场景); 响应速度:浓度偏离后,系统调整至达标状态的时间(通常≤10 秒,适合高速生产线); 兼容性:可处理液体的粘度(如≤500cP)、腐蚀性(需选用耐酸碱材质,如 PTFE、316L 不锈钢); 自动化程度:支持远程控制、数据记录(如对接 LIMS 系统)、故障自诊断(如泵异常报警)。
五、典型应用领域
生物制药:疫苗、生物制剂生产中,对培养基、缓冲液的在线稀释(如将 10 倍浓溶液稀释为工作液)及精准分配至反应罐; 化工生产:反应原料的比例稀释(如将高浓度催化剂按比例稀释后,精准注入反应釜); 食品饮料:添加剂(如色素、防腐剂)的稀释(降低浓度避免局部过量)与自动分配至混合罐; 环境监测:水样、废液的在线稀释(如高浓度污水稀释至检测仪器量程内),直接联动检测设备; 实验室分析:对标准溶液、样品的快速稀释(如 10 倍、100 倍梯度稀释)与计量分配至检测孔板。六、核心优势
相比传统的 “离线手动稀释 + 人工分配”,该模块的优势显著:
减少人为误差:全程自动化操作,避免手动配比、计量的随机性偏差; 提升效率:实时处理,可与生产线 / 检测设备联动,适合连续化、大批量场景; 保证一致性:同一批次或多批次处理的溶液浓度、分配量偏差极小,满足严苛的质量标准; 节省成本:减少人力投入,降低原料浪费(精准计量避免过量使用)。
总结
在线稀释计量分配模块通过 “自动化控制 + 精准检测 + 实时反馈” 的集成设计,解决了液体处理中 “稀释不均、计量不准、效率低下” 等痛点,是现代化生产和精密实验中提升液体处理质量的关键组件。