Роторный испаритель: история и современность
Роторный испаритель — это специальное оборудование, которое с помощью низкого давления создает экстракты путем испарения жидкости при низких температурах. В лаборатории роторный испаритель используют, чтобы упаривать растворители из разных смесей, а также разделять жидкости с разными температурами кипения.
Первые промышленные машины для удаления растворителей начали использовать в производстве пищевых продуктов – обработанные таким образом продукты дольше хранятся и удобнее транспортируются. Сначала в вакуумной камере начали производить сахар, а затем – сухое молоко (разработал такую установку Генри Нестле, основатель компании Nestle и «создатель» сухого молока, в 1866 году).
Роторный испаритель для лабораторий разработал американский биохимик Лиман Крейг в 1950 году, работая над разделением алкалоидов спорыньи. Но модель этого аппарата была, мягко говоря, еще далека от идеала:
В 1957 году швейцарский ученый Вальтер Бюхи представил доработанную и дополненную модель роторного испарителя. И к 1970-м годам практически каждая химическая лаборатория имела в своём распоряжении это оборудование.
По большей части роторные испарители универсальны: нет моделей, которые подойдут только для одной задачи. Фармацевтические лаборатории успешно используют такие приборы для мягкого упаривания, концентрации, сушки, рекристаллизации и завершающей стадии синтеза веществ.
«Правильный» роторный испаритель: 4 главных вопроса
- Как выбрать оптимальную температуру для упаривания?
Часто начинающие пользователи хотят ускорить процесс упаривания, что может привести к разложению растворенного вещества. Плох и противоположный вариант – упаривание при крайне низкой температуре: растянутый во времени процесс не дает желаемого результата, и проба останется мокрой. Поэтому при выборе оптимальной температуры нужно пользоваться правилом «дельта 20»:
Температура нагревательной бани должна быть на 20 градусов выше температуры точки кипения растворителя в выбранном вакууме. Температура охлаждения должна быть как минимум на 20 градусов ниже, чем температура кипения растворителя.
- Какой угол погружения выбрать?
Можно полностью погрузить колбу в нагревательную баню, можно установить ее так, чтобы только край касался воды, но для получения максимальной эффективности стоит выбрать стандартное значение – 25 ° от горизонтального положения.
- Какова оптимальная скорость вращения?
Рекомендуемая скорость составляет 250–280 об/мин. Таким образом колба будет прогреваться равномерно, что предотвращает разложение чувствительных к теплу образцов.
- Колбу какого размера использовать?
Выбирайте колбу, объем которой примерно в два раза больше объема образца. В таком случае при случайном вскипании растворенное вещество не попадет внутрь системы.
В стандартном случае для оптимизации процесса выпаривания нужно подобрать значения только трех параметров: объема колбы, значения вакуума и температуры нагрева. Но этим не стоит ограничиваться, потому что, как и любая система, использующая для работы повышенные температуры и вакуум, роторный испаритель может стать источником травм и аварийных ситуаций.
«Правильный» насос: 4 главных вопроса
Требования к вакууму, используемому в ротационных испарителях, зависят от растворителей и температуры перегонки. Поэтому ключ к правильному выбору вакуумного насоса для роторного испарения можно найти, если ответить на четыре вопроса.
Какие растворители Вы используете?
Есть два важных аспекта, которые затрагивает этот вопрос: получение сухого вещества в результате упаривания и совместимость компонентов системы с парами используемого растворителя.
Растворители с низкой температурой кипения, такие как ацетон, хлористый метилен и пентан, испаряются быстро даже при незначительном вакууме. Высококипящие растворители, например, вода, DMSO, DMF и толуол, требуют большего разряжения либо более высокой температуры нагрева. Если Ваш целевой продукт нестабилен при повышенных температурах, стоит обратить внимание на более мощный насос.
Кроме того, необходимо проверить химическую совместимость паров и материалов, контактирующих с ними. Возможно, стоит обратить внимание на сухие безмасляные насосы с коррозионностойкими деталями: они надежные, долговечные и не генерируют отходов, требующих утилизации.
Каков размер испарительной колбы?
Отвечая на этот вопрос, Вы сможете подобрать насос оптимальной производительности.
Может показаться, что наиболее универсальным вариантом будет устройство с максимальными показателями, но большая скорость откачки приводит к снижению эффективности процесса выпаривания и его сложной управляемости. С другой стороны, насос с минимальной производительностью значительно увеличивает время испарения больших объемов.
Насос, который используется для колбы на 250 мл, вероятно, не самый лучший для использования с 20-литровой испарительной колбой, и наоборот.
Как Вы хотите контролировать вакуум?
Если Вы проводите простые операции, то подойдет обычный насос с тумблером «Вкл/Выкл». Для сложных экспериментов и задач, требующих строгого соблюдения предписаний, понадобится вакуум-контроллер.
Нужен ли Вам вакуумный насос со встроенными конденсаторами?
При вакуумной сушке и перегонке не исключен сценарий, при котором конденсат попадет в насос. Если это единичное событие, то вреда системе не наносит, и после базовой очистки можно будет продолжить работу. Если же контакт компонентов насоса с конденсатом неизбежен, вопрос решает установка каплеотбойника. В таком случае выхлоп насоса связывается с колбой-приёмником и пользователь получает удобную систему с длительным сроком эксплуатации.
Решение есть! RC600 и RC900
Компания KNF специализируется на производстве вакуумной техники. Накопленный опыт и знания позволили специалистам компании создать ротационные испарители RC600 и RC900 – безопасные, эргономичные и современные.
- Колба устанавливается в зажимное устройство до щелчка, после этого опускается рычажок блокировки. Наклон колбы регулируется отдельно. Даже начинающий пользователь с легкостью справится
- Беспроводная водяная баня включается как электрический чайник – простой установкой на платформу. Таким образом минимизируется количество электрических проводов на рабочем столе и упрощается работа с прибором
- Баня для испарителей KNF имеет светодиод, показывающий степень нагрева, и носик для безопасного слива теплоносителя. Внутри бани имеется шкала, показывающая уровень заполнения. Одна из самых неприятных процедур – замена теплоносителя – теперь простая и удобная
- Защитный колпак полностью закрывает нагревательную баню и закрепляется при помощи трех прижимных винтов. Если баня включена на нагрев, но колпак не закрыт, сработает звуковой сигнал. Колпак легко откидывается, открывая доступ к испарительной колбе. Больше не нужно устанавливать дополнительные экраны и оборачивать стеклянные колбы тканью
- В памяти испарителя зашиты программы с установленной температурой нагрева и уровнем предельного вакуума для большинства растворителей – Вам не придется каждый раз настраивать систему перед началом работы. Достаточно просто выбрать из списка необходимую настройку.
Какой бы сложной ни была Ваша задача, специалисты компании «ХИМЛАБОРРЕАКТИВ» помогут Вам подобрать подходящую систему, которая будет идеальной как с точки зрения технических характеристик, так и соотношения «цена-качество».