روتاری EVAP چگونه کار می کند؟
Apr 02, 2024
پیام بگذارید
این اواپراتور چرخشی(rotovap) بر اساس دستورالعمل ناپدید شدن در زیر وزن کم کار می کند.
برپایی:آزمایشی که باید تغلیظ یا فیلتر شود در شیشه ای به نام "کاراف چرخان" تنظیم می شود. این کوزه به موتوری مرتبط است که آن را با سرعت ثابتی می چرخاند.
گرمایش:شیشه چرخان تا حدی در یک مایع گرم شده غوطه ور می شود، به طور منظم یک دوش آب یا روغن. این دوش گرم شدن یکنواخت را به آزمایش می دهد و باعث از بین رفتن حلال می شود.
کاهش وزن:یک چارچوب خلاء به اواپراتور چرخشی مرتبط است و وزن داخل چارچوب را پایین می آورد. پایین آوردن وزن، نقطه حباب مواد محلول را پایین می آورد و به آن اجازه می دهد در دماهای پایین تر از بین برود.
تبخیر:با چرخش قاب چرخان، قسمت داخلی تست به صورت یک لایه لاغر روی سطح داخلی کاراف پخش می شود. این محدوده سطح قابل دسترسی برای ناپدید شدن را افزایش می دهد. گرمای ناشی از دوش دستگیره ناپدید شدن را سریع می کند، در حالی که وزن کاهش یافته نقطه حباب محلول را پایین می آورد و از اتلاف آن حمایت می کند.
تراکم:بخار حلال تبخیر شده از طریق یک سیم پیچ کندانسور حرکت می کند که معمولاً توسط مایع خنک کننده در گردش مانند آب یا هوا خنک می شود. خنک شدن باعث می شود که بخار حلال دوباره به شکل مایع متراکم شود. مایع تغلیظ شده در یک فلاسک جداگانه به نام "فلاسک جمع آوری" جمع می شود.
مجموعه:حلال تغلیظ شده در فلاسک جمع آوری می شود، در حالی که اجزای باقی مانده نمونه، مانند املاح یا ناخالصی ها، در فلاسک چرخان باقی می مانند.
نظارت و کنترل:در طول فرآیند، پارامترهایی مانند دما، فشار و سرعت چرخش کنترل و در صورت نیاز تنظیم میشوند تا حذف و غلظت حلال بهینه شود.
نقطه پایان:این فرآیند تا رسیدن به سطح مطلوب از حذف حلال و غلظت ادامه می یابد. نقطه پایانی معمولاً توسط عواملی مانند غلظت مورد نظر محلول، خواص حلال و املاح و الزامات کاربرد خاص تعیین می شود.
به طور خلاصه، اواپراتور چرخشی با تبخیر حلالها از نمونههای مایع تحت فشار کاهشیافته و دماهای بالا عمل میکند و حذف و غلظت حلال را تسهیل میکند. این یک تکنیک به طور گسترده ای در آزمایشگاه های شیمیایی و تنظیمات صنعتی برای کاربردهای مختلف مانند بازیافت حلال، خالص سازی و آماده سازی نمونه است.
آشنایی با اواپراتورهای روتاری
قبل از فرو رفتن در خصوص چگونگیاواپراتورهای چرخشیکار، درک اجزای اساسی و ساختار آنها ضروری است. یک اواپراتور چرخشی معمولی شامل چهار بخش اصلی است: فلاسک تبخیر، حمام گرمایش، کندانسور و پمپ خلاء. این اجزا به صورت پشت سر هم کار می کنند تا تبخیر حلال ها را از نمونه های مایع تسهیل کنند.
اصول عملیات
عملکرد یک اواپراتور چرخشی حول اصل کاهش فشار بالای یک مایع برای کاهش نقطه جوش آن می چرخد و در نتیجه تبخیر آن در دماهای پایین تر را تسهیل می کند. این فرآیند از طریق کاربرد ترکیبی گرما و خلاء حاصل می شود.
فلاسک تبخیر
فلاسک تبخیر که به آن فلاسک جوش نیز می گویند محل قرارگیری نمونه ای است که باید تغلیظ شود. معمولاً از شیشه ساخته می شود تا در برابر تنش های شیمیایی و حرارتی که در طول تبخیر با آن مواجه می شوند مقاومت کند. محتویات فلاسک با استفاده از حمام آب یا روغن با دمای کنترل شده گرم می شود.
حمام گرمایشی
حمام گرمایش به عنوان منبع گرما برای فرآیند تبخیر عمل می کند. این فلاسک تبخیر را احاطه کرده و حرارت یکنواختی را برای نمونه فراهم می کند. کنترل دما در جلوگیری از تخریب حرارتی نمونه های حساس بسیار مهم است.
اصول کار:
تبخیر
نمونه در فلاسک چرخان قرار می گیرد که تا حدی در یک سیال گرم شده غوطه ور است. چرخش نمونه را در یک لایه نازک پخش می کند و سطح آن را برای تبخیر افزایش می دهد.
کاهش فشار
سیستم خلاء فشار داخل سیستم را کاهش می دهد و نقطه جوش حلال را کاهش می دهد. این امر تبخیر حلال را در دماهای پایین تر ممکن می کند و خطر تخریب نمونه را کاهش می دهد.
تراکم
حلال تبخیر شده از طریق کندانسور عبور می کند و در آنجا خنک می شود و دوباره به شکل مایع متراکم می شود. سپس حلال تغلیظ شده در فلاسک جمع آوری می شود.
پارامترهای کنترل
دما، فشار و سرعت چرخش در صورت نیاز کنترل و تنظیم می شوند تا حذف و غلظت حلال بهینه شود.
کندانسور
کندانسور وظیفه تبدیل بخار حلال تبخیر شده را به حالت مایع بر عهده دارد. این شامل یک سیم پیچ یا لوله ای است که از طریق آن یک مایع خنک کننده مانند آب یا مبرد در گردش است. با عبور بخار از کندانسور، گرما را از دست می دهد و به مایع تبدیل می شود که در یک ظرف جداگانه جمع آوری می شود.
پمپ خلاء
پمپ خلاء نقش مهمی در ایجاد محیط کم فشار لازم برای تبخیر کارآمد دارد. با حذف هوا و سایر گازها از سیستم، پمپ خلاء نقطه جوش حلال را کاهش می دهد و امکان تبخیر سریعتر در دماهای پایین تر را فراهم می کند.
فرآیند کار
روند کار یکاواپراتور چرخشیرا می توان به چند مرحله متمایز تقسیم کرد:
آماده سازی
نمونه به همراه حلال در بالن تبخیر قرار داده می شود.
01
گرمایش
حمام حرارتی روی دمای مورد نظر تنظیم می شود و به حلال اجازه می دهد به نقطه جوش خود برسد.
02
تبخیر
همانطور که حلال تبخیر می شود، بخار آن بالا می رود و وارد کندانسور می شود و در آنجا خنک می شود و دوباره به شکل مایع متراکم می شود.
03
مجموعه
حلال تغلیظ شده در یک ظرف جداگانه جمع می شود و نمونه غلیظ را در فلاسک تبخیر باقی می گذارد.
04
کنترل خلاء
در طول فرآیند، پمپ خلاء سطح مورد نظر خلاء را حفظ می کند و از حذف کارآمد حلال اطمینان حاصل می کند.
05
کاربردهای اواپراتورهای روتاری
اواپراتورهای چرخشی در طیف وسیعی از صنایع و زمینه های تحقیقاتی کاربرد دارند:

سنتز شیمیایی
در سنتز آلی، اواپراتورهای چرخشی برای حذف حلال ها از مخلوط های واکنش استفاده می شود که امکان جداسازی محصولات خالص را فراهم می کند.
داروسازی
آزمایشگاههای داروسازی از تبخیرکنندههای چرخشی برای فرآیندهای کشف، خالصسازی و فرمولسازی دارو استفاده میکنند.


خوردنی و آشامیدنی
در صنایع غذایی و آشامیدنی، از اواپراتورهای چرخشی برای تغلیظ طعمها، استخراج اسانسها و حذف حلالها از عصارهها استفاده میشود.
تجزیه و تحلیل محیطی
آزمایشگاه های زیست محیطی از تبخیر کننده های چرخشی برای غلظت و تجزیه و تحلیل آلاینده های محیطی در نمونه های آب و خاک استفاده می کنند.

نگهداری و مراقبت
نگهداری مناسب برای اطمینان از طول عمر و کارایی الف ضروری استاواپراتور چرخشی:
نظافت منظم
برای جلوگیری از آلودگی و اطمینان از نتایج دقیق، پس از هر بار استفاده، تمام ظروف شیشه ای را به طور کامل تمیز کنید.
تنظیم
به طور دوره ای تنظیمات دما و خلاء را برای حفظ عملکرد بهینه کالیبره کنید.
مهر و موم و واشر را بازرسی کنید
درزگیرها و واشرها را به طور مرتب از نظر علائم سایش یا آسیب بررسی کنید و در صورت نیاز برای جلوگیری از نشت خلاء آنها را تعویض کنید.
روغن کاری
برای کاهش اصطکاک و سایش قطعات متحرک را طبق توصیه سازنده روغن کاری کنید.
نتیجه
در نتیجه،اواپراتورهای چرخشیابزارهای همه کاره ای هستند که به طور گسترده در محیط های آزمایشگاهی برای حذف حلال و غلظت استفاده می شوند. با استفاده از اصول تبخیر و فن آوری خلاء، این دستگاه ها طیف وسیعی از کاربردها را در صنایع مختلف تسهیل می کنند. درک اجزاء، اصول کار، و الزامات نگهداری آنها برای به حداکثر رساندن اثربخشی آنها و اطمینان از نتایج قابل اعتماد در تحقیقات علمی و فرآیندهای صنعتی ضروری است.
منابع:
https://www.sigmaaldrich.com/technical-documents/articles/analytical-applications/rotary-evaporator.html
https://chem.libretexts.org/Bookshelves/فیزیک_و_نظری_شیمی_کتاب درسی{4}}نقشه/مکمل_ ماژولهای_(فیزیکی_و_نظری_شیمی)/فیزیکی{10}}ویژگیهای{11}}_ماده/حالت{12} {13}}از_ماده/خواص{15}}از_مایعات/جوش{17}}نقطه/{18}}اثر_از{20 }}فشار{21}}روی_نقاط جوش_
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/ac50096a007

