De magneetroerder is een van de meest gebruikte apparaten in het laboratorium. Door een klein, met polytetrafluorethyleen (PTFE) omhuld roerstaafje contactloos aan te drijven via een roterende magneet onder het werkblad, ontstaat een rustige, reproduceerbare roerbeweging zonder bewegende delen in het monster. In combinatie met een verwarmingsplaat — de hotplate stirrer — is het apparaat in staat gelijktijdig te roeren en te verwarmen, wat het onmisbaar maakt voor een breed scala aan laboratoriumtoepassingen.
Dit artikel behandelt de constructie en het werkingsprincipe van de magneetroerder, de beschikbare typen, de keuze van het juiste roervlo, selectiecriteria voor aanschaf en praktische aandachtspunten voor dagelijks gebruik. Voor de bredere context van mengmethoden — waaronder vortexers, schudders en overhead-roerders — verwijzen wij naar het artikel over roeren en mengen in het laboratorium. Informatie over verwarmingsmantels en waterbaden leest u in het artikel over waterbaden en verwarmingsmantels.
Onder het werkblad van een magneetroerder bevindt zich een permanente magneet of een elektromagnetisch systeem dat wordt aangedreven door een elektromotor. De draaiende magneet induceert via magnetische koppeling een roterend veld dat het roervlo — het PTFE-omhulde magneetstaafje in het vat — meeneemt. Omdat er geen mechanische koppeling is tussen de aandrijving en het roervlo, kunnen gesloten vaten, autoklaven, reactorvaten en drukbestendige systemen worden geroerd zonder dat een doorvoer door de wand nodig is.
De koppelsterkte tussen de aandrijvende magneet en het roervlo neemt af met de vierde macht van de afstand. Dit heeft twee praktische gevolgen: de dikte van de bodem van het vat is bepalend voor de maximale overdraagbare koppelkracht, en bij te hoge toerentallen of te visceuze vloeistoffen kan het roervlo zijn synchrone rotatie verliezen en stilstaan terwijl de motor doorloopt — een situatie die onopgemerkt kan optreden.
Een magneetroerder zonder verwarming (ook: magnetic stirrer of roerplaat zonder verwarming) biedt uitsluitend een instelbare roersnelheid en is geschikt voor toepassingen waarbij verhitting niet gewenst of toegestaan is — bijvoorbeeld bij temperatuurgevoelige monsters, bij titratievaten of bij monsters die op kamertemperatuur worden gehouden. Een hotplate stirrer (verwarmingsplaat met magneetroerder) combineert dezelfde roerfunctie met een elektrisch verwarmingselement in het werkblad, zodat verwarmen en roeren tegelijk mogelijk zijn. De hotplate stirrer is het meest gangbare type in het algemene laboratorium.
Bij een analoge uitvoering worden roersnelheid en — bij de hotplate-variant — temperatuur ingesteld via potentiometers (draaiknoppen). De instelling is minder precies reproduceerbaar dan bij digitale apparaten: dezelfde knopstand geeft bij een ander exemplaar of na veroudering een andere roersnelheid. Voor eenvoudig oplossen, bufferbereidingen en niet-kritische verwarmingen volstaat een analoge uitvoering.
Digitale modellen tonen de ingestelde en/of gemeten roersnelheid (rpm) en temperatuur op een display. Een gesloten regelkring houdt de roersnelheid constant, ook bij wisselende viscositeit. Hoog-end uitvoeringen beschikken over dataregistratie via USB of RS-232, een aansluiting voor een externe temperatuurvoeler (Pt100 of thermokoppel) en programmeerbare tijdprofielen. Voor GLP- en GMP-omgevingen waarbij traceerbaarheid van procesparameters vereist is, is een digitale uitvoering met externe voeler de aangewezen keuze.
Compacte magneetroerders zonder verwarmingselement zijn leverbaar in miniformaat — geschikt voor buizen, kleine bekerglazen en microreactievaten. Ze worden ingezet bij titratievaten, geleidbaarheidsmetingen, pH-kalibraties en andere toepassingen waarbij temperatuurstijging ongewenst is. Sommige modellen zijn plat genoeg om onder een weegschaal of microscoop te plaatsen.
Multi-positie uitvoeringen drijven twee tot twaalf roerposities tegelijk aan vanuit één motorblok via meerdere vrijlopende magneetschijven. Ze zijn bij uitstek geschikt voor parallelle bereidingen, kalibratiereeksen en screeningexperimenten waarbij meerdere monsters onder identieke omstandigheden moeten worden geroerd. Door het ontbreken van individuele motoren per positie is de roersnelheid van alle posities gelijk; afzonderlijke instelling per positie is doorgaans niet mogelijk.
Voor gebruik in explosiegevaarlijke zones — omgevingen met brandbare dampen, gassen of stofwolken — zijn ATEX-gecertificeerde magneetroerders beschikbaar. Deze voldoen aan Richtlijn 2014/34/EU en zijn voorzien van vonkvrije constructie, afgeschermde elektrische onderdelen en een behuizing die geen ontstekingsbron vormt. Het gebruik van een standaard magneetroerder bij ontvlambare oplosmiddelen in concentraties boven de onderste explosiegrens (LEL) is niet toegestaan. Zie ook het artikel over ATEX in het laboratorium voor de zoneclassificatie en apparaatvereisten.
Bij hotplate stirrers zijn twee materialen gangbaar voor het verwarmingsvlak: keramiek en aluminium. De keuze heeft consequenties voor chemische bestendigheid, opwarmsnelheid en maximale temperatuur.
Een keramisch verwarmingsvlak is chemisch resistent tegen geconcentreerde zuren, basen en de meeste oplosmiddelen. Het oppervlak is glad, makkelijk schoon te maken en bestand tot temperaturen van doorgaans 340–500 °C. De thermische geleidbaarheid is lager dan die van aluminium: het oppervlak warmt langzamer op, maar verdeelt de warmte gelijkmatiger. Voor toepassingen waarbij kans bestaat op het morsen van corrosieve vloeistoffen is keramiek de veiligste keuze.
Een aluminium verwarmingsvlak heeft een hogere thermische geleidbaarheid en reageert sneller op veranderingen in de temperatuurinstelling. Dit is voordelig als nauwkeurige temperatuurregeling vereist is. Aluminium is minder bestand tegen geconcentreerde zuren en sterk oxiderende middelen; spatten kunnen het oppervlak aantasten. Het maximale temperatuurbereik ligt doorgaans rond 300 °C.
Bij gebruik van geconcentreerde zuren, sterk alkalische oplossingen of agressieve organische oplosmiddelen verdient een keramisch verwarmingsvlak de voorkeur. Voor algemeen laboratoriumwerk met waterige buffers, zoutoplossingen en milde reagentia is een aluminium vlak eveneens geschikt en reageert het nauwkeuriger op temperatuurwijzigingen. In twijfelgevallen is keramisch de conservatievere en duurzamere keuze.
De ingebouwde temperatuursensor van een hotplate meet de temperatuur van het verwarmingsvlak, niet van de vloeistof in het vat. Door warmteweerstand van de vatwand, het volume van de vloeistof en warmteverliezen via verdamping kan de werkelijke vloeistoftemperatuur tientallen graden lager zijn dan de ingestelde vlaktemperatuur. Betrouwbare temperatuurregeling vereist een externe temperatuurvoeler — doorgaans een Pt100-sensor of een thermokoppel — die direct in de vloeistof is gedompeld en is aangesloten op de externe voeleringang van de hotplate.
Zonder externe voeler regelt de hotplate op de temperatuur van zijn eigen verwarmingselement, niet op de temperatuur van het monster. Bij gebruik van een oliebad of zandbad als tussenverwarmingsmedium — een gangbare werkwijze bij reacties boven 150 °C — kan het verschil tussen vlak- en vloeistoftemperatuur 30–80 °C bedragen. Voor reproduceerbare resultaten en GLP-conforme documentatie is de temperatuurwaarde van de vloeistof de enige relevante parameter. Meer over temperatuurmeting en sensortypen leest u in het artikel over temperatuurmeting in het laboratorium.
Het roervlo (Engels: stir bar of magnetic stirring bar) is een permanente magneet omhuld met PTFE. PTFE is chemisch vrijwel inert, bestand tegen zuren, basen en organische oplosmiddelen, en autoclaveerbaar. De keuze van het juiste roervlo is bepalend voor de kwaliteit van de menging.
Roervlo's zijn beschikbaar in uiteenlopende vormen, elk met specifieke toepassingsgebieden:
Roervlo's worden na gebruik gespoeld met oplosmiddel of gedestilleerd water en indien nodig gereinigd met een mild zuur (1–5 % zoutzuur) om aangekoekte zouten of precipitaten te verwijderen. Hardnekkige aanslag — met name bruine verkleuring door oxidatie of verhitting — kan worden verwijderd door het staafje kort in een verdunde salpeterzuuroplossing te leggen. Onderzoek na reiniging altijd de PTFE-coating op scheuren of beschadigingen: een beschadigd roervlo kan metaalionen loslaten in het monster en dient te worden vervangen.
PTFE-omhulde roervlo's zijn autoclaveerbaar bij 121 °C en geschikt voor steriele toepassingen. Sommige kleurstoffen in de PTFE-coating kunnen bij herhaald autoclaveren iets uitlogen; gebruik voor steriele gevoelige monsters bij voorkeur witte of kleurloze uitvoeringen en controleer de fabrieksspecificaties.
Met een roervlovanger — een staaf of ring met een externe magneet — kan het roervlo contactloos uit het vat worden getild zonder het monster te beroeren. Dit is met name nuttig bij hete vloeistoffen en bij vaten met nauwe halzen.
De roersnelheid wordt uitgedrukt in omwentelingen per minuut (rpm). Het bruikbare bereik van gangbare magneetroerders ligt tussen 50 en 1500 rpm, met uitschieters tot 2000 rpm bij compacte miniroerders. De benodigde roersnelheid hangt af van de viscositeit van het monster en het gewenste mengregime:
Het maximale volume dat magnetisch kan worden geroerd hangt af van de koppelkracht van het apparaat en de viscositeit van de vloeistof. Gangbare laboratoriumroerders roeren waterige oplossingen tot 10–20 liter; gespecialiseerde uitvoeringen halen tot 50 liter. Voor volumes boven 5 liter of bij hoge viscositeit is een bovenroerder (overhead stirrer) doorgaans betrouwbaarder.
De maximale verwarmingstemperatuur van hotplate stirrers ligt doorgaans tussen 300 °C (aluminium verwarmingsvlak) en 500 °C (keramisch verwarmingsvlak). Voor de meeste laboratoriumtoepassingen — koken van buffers, bereiden van agarose, organische synthese tot reflux — volstaat 300 °C ruimschoots. Toepassingen waarbij een zand- of oliebad op hoge temperatuur wordt verhit (pyrolyse, hoge-temperatuursynthese) vereisen een keramisch vlak met hoge maximale temperatuur.
Magneetroerders hebben functionele grenzen. De volgende situaties vereisen een alternatief:
De keuze hangt af van vier praktische criteria: de behoefte aan verwarming, de vereiste reproduceerbaarheid, het te roeren volume en de chemische belasting van het werkblad.
Hebt u alleen roeren nodig zonder verhitting — bijvoorbeeld bij titraties, pH-kalibraties of temperatuurgevoelige monsters — dan volstaat een compacte magneetroerder zonder verwarmingselement. Is gelijktijdig verwarmen vereist, dan is een hotplate stirrer de aangewezen keuze. Kies een analoog model voor niet-kritische bereidingen waarbij exacte reproduceerbaarheid niet is vereist; kies een digitaal model met externe temperatuurvoeler zodra GLP-conforme documentatie of nauwkeurige temperatuurregeling noodzakelijk is. Voor agressieve oplosmiddelen en geconcentreerde zuren of basen verdient een keramisch verwarmingsvlak de voorkeur boven aluminium. Moeten meerdere monsters gelijktijdig en onder identieke omstandigheden worden geroerd, dan is een multi-positie magneetroerder de meest efficiënte keuze. Overstijgt het volume 5 liter of de viscositeit circa 1 000 mPa·s, dan biedt een bovenroerder meer zekerheid dan een magnetisch systeem.
De combinatie van verwarming en open vloeistoffen brengt specifieke risico's met zich mee:
Reinig het verwarmingsvlak vóór ingebruikname met een vochtige doek om productieresten te verwijderen. Plaats het roervlo in het vat vóórdat u het vat op het werkblad zet. Start de roerfunctie op een laag toerental (100–200 rpm) en verhoog de snelheid geleidelijk totdat een stabiele werveling ontstaat. Schakel bij hotplate-uitvoeringen de verwarming pas in nadat het roervlo correct draait. Gebruik bij temperatuurkritische toepassingen altijd een externe temperatuurvoeler in de vloeistof in plaats van de ingebouwde vlaktemperatuursensor. Laat het verwarmingsvlak volledig afkoelen vóór u het vat verwijdert en raak het vlak nooit aan voordat de HOT-indicator is gedoofd of de temperatuur is geverifieerd.
Dagelijks onderhoud beperkt zich tot het reinigen van het verwarmingsvlak na gebruik. Gemorste vloeistoffen dienen direct te worden verwijderd — zeker bij het keramisch vlak, waar ingedroogde zouten of zuren de coating op termijn kunnen aantasten. Gebruik een vochtige doek of een milde reinigingsoplossing; agressieve schuurmiddelen beschadigen het oppervlak.
Periodiek onderhoud omvat het controleren van de roersnelheid met een contactloze toerentalmeter (tachometer) en het verifiëren van de temperatuurnauwkeurigheid met een gecalibreerde referentiethermometer of Pt100-sonde. In GLP/GMP-omgevingen dienen roersnelheid en temperatuurregeling te worden gekwalificeerd (IQ/OQ) en op gezette tijden te worden herkalibeerd; de frequentie en acceptatiecriteria zijn vastgelegd in het kwaliteitssysteem van de instelling. Zie het artikel over ISO 17025-accreditatie voor de bredere achtergrond van apparaatkwalificatie.
Bij normaal laboratoriumgebruik en correcte reiniging hebben magneetroerders een levensduur van vijf tot tien jaar of meer. De motor is bij de meeste uitvoeringen het meest slijtagegevoelige onderdeel; een abnormaal geluid (trillingen, onregelmatige roterend geluid) duidt op slijtage van lagers en is een reden voor preventief onderhoud. Roervlo's zijn verbruiksartikelen en dienen te worden vervangen zodra de PTFE-coating beschadigd is.
Dit wordt veroorzaakt door verlies van magnetische koppeling, ook wel decoupling of stir bar seizure genoemd. De meest voorkomende oorzaken zijn: te hoge viscositeit van de vloeistof, te hoog toerental (het roervlo kan de draaiende magneet niet bijhouden), te zware vaste deeltjes in suspensie, een te klein roervlo voor het volume, of een te dikke vatwand die de koppelsterkte vermindert. Verlaag het toerental, kies een groter of anders gevormde roervlo, of schakel over op een overhead roerder.
In de omgeving van sterke magneetvelden — zoals NMR-magneten of MRI-apparatuur — kan de aandrijvende magneet van de roerder worden beïnvloed of zelfs blijvend gedemagnetiseerd raken. Gebruik in de buurt van NMR-apparatuur uitsluitend apparaten die zijn ontworpen voor deze omgeving (luchtaangedreven roerders of speciale NMR-compatibele roersystemen).
Ja. Een hotplate stirrer wordt regelmatig gebruikt als verwarmingsbron voor een zand-, olie- of siliconenvloeistofbad, met daarin een rondbodemkolf of ander vat. Dit methode geeft een gelijkmatigere warmteverdeling dan direct contact met het verwarmingsvlak en vermindert het risico op lokale oververhitting. Het roervlo wordt in het bad zelf geplaatst om het medium in beweging te houden en een uniforme temperatuurdistributie te waarborgen. Gebruik altijd een externe temperatuurvoeler voor de temperatuurmeting in het bad.
Een bovenroerder (overhead stirrer, top-drive stirrer) drijft via een elektromotor en een mechanische as een roerblad aan dat in het vat is gedompeld. In tegenstelling tot een magneetroerder is de bovenroerder niet beperkt door viscositeit of volume: met het juiste roerblad mengt een bovenroerder vloeistoffen tot honderden liters en bij viscositeiten van duizenden mPa·s. Zie voor meer detail het artikel over roeren en mengen in het laboratorium.
In een GLP- of ISO 17025-gekwalificeerd laboratorium dient elk meetinstrument en elke apparaat dat procesparameters beïnvloedt, periodiek te worden geverifieerd. Voor een magneetroerder betekent dit minimaal het controleren van de roersnelheid (via tachometer) en — bij hotplate-uitvoeringen — de temperatuurnauwkeurigheid (via gecalibreerde referentiesonde). De frequentie en acceptatiecriteria worden vastgelegd in het kwaliteitssysteem.
Bij vloeistoffen met een hogere viscositeit (50–500 mPa·s) verdient een driehoekig of groot cilindrisch roervlo de voorkeur boven een klein standaardstaafje. Een groter roervlo biedt meer oppervlak en daarmee meer koppelkracht. Verlaag tegelijkertijd het toerental: bij hoge viscositeit is een lage roersnelheid met een groot roervlo effectiever dan een hoog toerental met een klein staafje. Overschrijdt de viscositeit circa 500–1 000 mPa·s, dan is een overhead roerder de betere keuze.
Voor kleine volumes (tot ca. 500 mL) in gesloten of semi-gesloten systemen — zoals spinnerflesjes voor suspensiekweek — worden speciale magneetroerders ingezet met een laag toerental (20–100 rpm) en een roervlo dat is ontworpen om minimale schuifkrachten te genereren. Standaard laboratoriumroerders draaien doorgaans te snel en genereren schuifkrachten die celschade veroorzaken. Voor grotere volumes wordt overgeschakeld op een bioreactor met een speciaal roersysteem. Zie ook het artikel over bioreactor en fermentatie.
De magneetroerder biedt een aantal praktische voordelen ten opzichte van mechanische roerders en handmatig roeren. Omdat er geen bewegende delen in het monster aanwezig zijn, is besmettingsrisico minimaal en is reiniging eenvoudig. Gesloten vaten kunnen worden geroerd zonder doorvoer door de wand, wat de kans op verdamping, besmetting of drukverlies beperkt. De roerbeweging is stil, reproduceerbaar en instelbaar van zeer laag tot hoog toerental. Hotplate-uitvoeringen combineren roeren en verwarmen in één compact apparaat, wat ruimte bespaart en het aantal verwarmingsbronnen op het werkblad beperkt. Ten slotte zijn PTFE-omhulde roervlo's chemisch inert, autoclaveerbaar en als verbruiksartikel eenvoudig te vervangen.
Voor hotplate stirrers en magneetroerders die worden ingezet in geaccrediteerde laboratoria gelden de eisen van ISO 17025 voor apparaatkwalificatie en kalibratie. In GMP-omgevingen zijn de vereisten vastgelegd in de richtlijnen van de Europese Farmacopee en de EU GMP-richtsnoeren (Annex 15 voor kwalificatie en validatie). ATEX-gecertificeerde roerders voldoen aan Richtlijn 2014/34/EU (apparaten in explosiegevaarlijke zones); de zoneclassificatie is gebaseerd op NEN-EN-IEC 60079-reeks.
De informatie op deze pagina is bedoeld als algemene technische toelichting en vervangt niet de handleiding van de fabrikant of de specifieke eisen van uw kwaliteitssysteem. Labvakhandel aanvaardt geen aansprakelijkheid voor schade die voortvloeit uit onjuist gebruik van de beschreven apparatuur.
Voor de inrichting van uw roer- en verwarmingsopstelling kunt u terecht bij het assortiment magneetroerders met verwarmingsplaat, magnetische roerders zonder verwarming, roervlo's en magneetroerstaafjes en overige mengmaterialen van Labvakhandel. Neem contact op voor advies over de juiste keuze voor uw toepassing.
Inloggen
Wachtwoord vergeten
Account aanmaken
Uw winkelwagen is leeg.
