STIRRER (AGITATORE) MAGNETICO
Qualche tempo fa ho deciso che nel mio piccolo laboratorio casalingo mi avrebbe fatto comodo un piccolo "stirrer", uno di quegli agitatori magnetici che servono appunto a miscelare liquidi o a dissolvere polveri in liquidi. Concettualmente sono apparecchi molto semplici: un motore elettrico che sull'albero porta uno o due magneti abbastanza potenti che vengono messi in rotazione a velocità regolabile. I magneti sono ovviamente molto vicini al piano di appoggio dell'apparecchietto. Sul piano viene appoggiato il contenitore (becker, beuta, pallone...) a fondo piano in cui vi è il liquido. Assieme a questo viene immersa una "ancoretta", ossia un magnete in genere di forma cilindrica con teste arrotondate e totalmente ricoperto in materiale plastico inerte. L'ancoretta (magnete) viene attratta dai magneti posti sull'albero del motore elettrico e si posiziona sul fondo del contenitore. Quando i magneti sul motore vengono messi in rotazione ovviamente l'ancoretta ne segue il movimento mettendosi in rotazione alla stessa velocità, determinando una miscelazione più o meno energica (in base alla velocità) del liquido.
Esistono agitatori di ogni dimensione e tipo, con piano riscaldante o meno, più o meno potenti a seconda del volume che sono in grado di porre in movimento. In genere però hanno tutti il "difetto" di costare parecchio in relazione alla semplicità, probabilmente perchè non si tratta di strumenti "consumer" e sono impiegati solo in campo professionale.
Nel mio caso non mi occorreva nulla di complesso: nessun riscaldamento e capacità di miscelazione sino ad un massimo di circa un litro. Giusto per dissolvere comodamente la soda per i C.S. e qualche altra sostanza chimica che uso (elettronica, fotografia...). Una ricerca semplice su internet mi ha fornito l'idea che cercavo: in generale la parte complessa del progetto è quella di fissare saldamente i magneti all'albero del motorino e di farlo in modo che il tutto sia perfettamente bilanciato, altrimenti durante la rotazione si hanno vibrazioni e al limite il danneggiamento del motore. L'idea consiste nell'uso di una semplice ventola di raffreddamento (nel mio caso di recupero da alimentatore PC) su cui incollare con del cianoacrilico i magneti dopo aver trovato il posizionamento giusto (misurando e facendo qualche prova con adesivi non permanenti). Il punto negativo di questo sistema è la debole forza del motorino e il fatto che i magneti sono quasi a contatto con il motore stesso, che essendo ad induzione magnetica può essere disturbato dal campo generato dalle calamite. Entrambi i problemi non possono essere risolti ma solo in parte attenuati utilizzando magneti piccoli, leggeri e non esageratamente potenti. Il che può andare bene se come nel mio caso il volume di liquido da miscelare non è elevato e se la viscosità del liquido stesso non è elevata (io uso praticamente soluzioni acquose, ma con oli o gel questo agitatore non funzionerebbe!).
Per quanto riguarda la regolazione della velocità, dato che deve essere abbastanza precisa e graduale ho impiegato il regolatore PWM che ho descritto nell'apposito articolo. Non sto a ripetermi e trovate tutto nell'articolo, mi limito a dire che ha funzionato alla perfezione, con partenza decisa anche a basso numero di giri e buona regolabilità.
Qui si possono vedere alcune fotografie delle prime prove, del posizionamento dei magneti sulla ventola e del circuito di controllo collegato.
Come si vede (e si vedrà forse meglio nelle immagine successive) ho optato per 4 piccolissimi ma potenti magneti a "pastiglia", incollati sempre con cianoacrilico a coppie in modo da aumentare la potenza senza troppo peso sulla ventola. E' importantissimo fare diverse prove prima dell'incollaggio finale per trovare la posizione giusta. Come detto il bilanciamento DEVE essere perfetto, pena la non rotazione della ventola o vibrazioni inaccettabili durante il funzionamento.
L'impiego di una ventola per questo scopo ha anche un lato positivo: il circuito di controllo e lo stesso motore hanno già "incorporato" il sistema di raffreddamento!!
Realizzata la parte elettronica/meccanica dell'agitatore non mi è rimasto che racchiudere tutto in un adeguato contenitore plastico. Occorre utilizzare materiali NON ferrosi per evitare di schermare il campo magnetico, quindi plastica, alluminio, vetro... vanno tutti bene. Personalmente ho optato per il classico contenitore in plastica. La ventola è invece supportata da quattro bulloni (4MA) con controdadi sotto la ventola stessa, in modo da facilitare la messa in bolla e soprattutto il maggiore avvicinamento possibile dei magneti al coperchio superiore del contenitore (è abbastanza ovvio che le calamite devono restare il più vicino possibile all'ancoretta che girerà nel liquido, in modo da avere un campo magnetico sufficentemente intenso).
Per scelta e per evitare dimensioni eccessive non ho implementato una alimentazione interna, ma solo il classico spinotto coassiale sul lato posteriore e un interruttore di acceso/spento. Un qualsiasi alimentatore anche da spina in grado di erogare da 9 a 14 Vcc e 200mA di corrente va più che bene. In più in questo modo si ottiene un agitatore più sicuro: non dico antiesplosione (se si usassero solventi o liquidi infiammabili), ma per lo meno se si rovescia qualcosa si evitano cortocircuiti a 220V e fiammate varie... Ho completato il tutto con un minimo di serigrafia (in questo caso particolare non ho lavorato al meglio, ma il progettino mi occorreva subito e quel poco che c'è non giustifica una perdita eccessiva di tempo). Sotto il contenitore i classici piedini in gomma antiscivolo e antivibrazione.
Ecco qualche foto del risultato finale.
Tutto sommato un oggettino semplice da realizzare ed estremamente comodo per chi come me a volte si trova a dover passare un po' di tempo mescolando ed agitando a mano... A questo va aggiunto che (senza nulla togliere ovviamente alla professionalità degli apparecchi da laboratorio) considerando che parte del materiale è facilmente recuperabile a costo zero, il tutto mi è venuto a costare qualcosa come 10 euro!! E almeno per gli usi per i quali è stato costruito non ha nulla da invidiare a oggetti che come minimo costano 10 volte tanto.
Aggiungo per gli scettici una foto dello stirrer in funzione... giusto per non lasciar dubbi sul fatto che è realmente in grado di... mescolare!! ;-)
Con questo direi che è tutto. Lo stirrer lascia ampio margine per altre soluzioni e modifiche e per sperimentare eventualmente altri motori, contenitori, regolatori di velocità... Credo ad esempio che se si volesse un qualcosa di molto "professional" non dovrebbe essere difficile implementare un regolatore basato su PIC, magari con pre-impostate le 10 velocità più usate, che vengono mostrate su un bel display a 7 segmenti... Qualcuno ci vuole provare?? Se vi va fatemi sapere: mica detto che poi non possa pubblicare la vostra modifica (a vostro nome, si intende!).
Come sempre vi auguro BUON LAVORO!!! E per ogni dubbio rimango a disposizione.