กลไกของการระเหยแบบหมุนคืออะไร

การระเหยแบบหมุนเป็นเทคโนโลยีการแยกและความเข้มข้นที่ใช้กันทั่วไป การวางสารละลายในขวดแบบหมุนและลดความดันขณะให้ความร้อน ตัวทำละลายจะระเหยอย่างรวดเร็ว จึงสามารถแยกแยะและความเข้มข้นของตัวอย่างได้ กลไกของมันส่วนใหญ่ประกอบด้วยประเด็นต่อไปนี้:

1. การระเหยภายใต้สภาวะสุญญากาศ

ในกระบวนการของเครื่องระเหยแบบหมุน สภาวะสุญญากาศมักจะถูกสร้างขึ้นภายในขวดระเหย

ภายใต้สภาวะสุญญากาศ ความดันภายในเครื่องระเหยแบบหมุนเคมีจะลดลง ซึ่งจะทำให้จุดเดือดของตัวทำละลายลดลง เนื่องจากจุดเดือดหมายถึงอุณหภูมิที่ของเหลวกลายเป็นก๊าซภายใต้ความดันหนึ่ง และการลดความดันจะเทียบเท่ากับการลดเกณฑ์พลังงานสำหรับของเหลวให้กลายเป็นก๊าซ ซึ่งทำให้ตัวทำละลายมีแนวโน้มที่จะเกิดการระเหยมากขึ้น ด้วยวิธีนี้ แม้ที่อุณหภูมิต่ำ ตัวทำละลายสามารถระเหยได้อย่างรวดเร็ว จึงทราบถึงความเข้มข้นและการแยกตัวของตัวอย่าง

ภายใต้สภาวะสุญญากาศ กระบวนการระเหยของตัวทำละลายจะถูกจำกัดโดยการชนกันระหว่างโมเลกุลและพื้นที่ในเฟสก๊าซมากกว่าความดันบรรยากาศโดยรอบ วิธีนี้สามารถลดการก่อตัวของส่วนต่อประสานระหว่างก๊าซและของเหลว และทำให้สารระเหยระเหยออกไปในอากาศได้ยากขึ้น ดังนั้นจึงหลีกเลี่ยงการสูญเสียการระเหยของตัวอย่าง นี่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับตัวอย่างที่มีความผันผวนสูง ซึ่งสามารถรับประกันได้ว่าตัวอย่างจะไม่สูญหายเนื่องจากการระเหยระหว่างการทำให้เข้มข้น

2. บทบาทของแรงเหวี่ยง

ในเครื่องระเหยแบบหมุนในห้องปฏิบัติการ แรงเหวี่ยงคือแรงเฉื่อยที่เกิดจากการหมุนขวด เมื่อสารละลายได้รับความร้อนและระเหยในขวดที่หมุนได้ เนื่องจากขวดหมุนด้วยความเร็วสูง ส่วนประกอบในสารละลายจึงได้รับแรงเหวี่ยงออกด้านนอก ซึ่งจะทำให้ส่วนประกอบที่ค่อนข้างเบาถูกผลักไปที่ผนังภาชนะ ในขณะที่ส่วนประกอบที่ค่อนข้างหนักจะอยู่ใกล้กับศูนย์กลางของคอนเทนเนอร์มากขึ้น ผลการแยกนี้มีประโยชน์ต่อการแยกและการรวบรวมสารเป้าหมายในระหว่างการระเหย

บทบาทของแรงเหวี่ยงในการระเหยแบบหมุนสามารถเข้าใจได้ดังนี้:

A. ผลการแยก: เนื่องจากแรงเหวี่ยง ส่วนประกอบในสารละลายจะแสดงการกระจายตัวที่แตกต่างกัน และส่วนประกอบที่ค่อนข้างเบาจะถูกผลักไปที่ผนังคอนเทนเนอร์ได้ง่ายกว่า ในขณะที่ส่วนประกอบที่ค่อนข้างหนักจะอยู่ใกล้กับศูนย์กลางของคอนเทนเนอร์มากขึ้น ผลการแยกนี้มีประโยชน์ต่อการแยกและความเข้มข้นของส่วนประกอบต่างๆ ในกระบวนการระเหย เพื่อให้สามารถรวบรวมสารเป้าหมายได้ง่ายขึ้น

B. เร่งการระเหย: ภายใต้การกระทำของแรงเหวี่ยง ส่วนประกอบในสารละลายจะถูกบังคับให้กระจายไปบนผนังของภาชนะ เพื่อให้พื้นที่ผิวสัมผัสกับสุญญากาศมากขึ้นภายใต้สภาวะการให้ความร้อน จึงเร่งความเร็วการระเหยของตัวทำละลายและปรับปรุงประสิทธิภาพ ประสิทธิภาพการระเหย

C. ปรับปรุงผลผลิต: แรงเหวี่ยงสามารถช่วยให้สารเป้าหมายรวมตัวอยู่บนผนังภาชนะ ทำให้ง่ายต่อการรวบรวมและสกัด จึงช่วยเพิ่มผลผลิตของสารเป้าหมาย

3. การดำเนินการทำความร้อน

ในกระบวนการระเหย สารละลายจะได้รับความร้อนจากแหล่งความร้อนภายนอก เพื่อให้ตัวทำละลายระเหยอย่างรวดเร็ว ซึ่งทำให้ทราบถึงความเข้มข้นและการแยกตัวของตัวอย่าง

A. การระเหยที่อุณหภูมิต่ำ: สำหรับตัวอย่างบางรายการที่ไวต่ออุณหภูมิสูง การระเหยที่อุณหภูมิต่ำเป็นทางเลือกทั่วไป การระเหยมักจะดำเนินการระหว่างอุณหภูมิห้องถึง 60 องศา เช่น การสกัดสารประกอบโอเลฟินบางชนิด และสามารถใช้ระบบทำความร้อนในอ่างน้ำหรือระบบหมุนเวียนความร้อนภายนอกได้

B. การระเหยที่อุณหภูมิปานกลาง: สำหรับตัวอย่างทั่วไปส่วนใหญ่ การระเหยที่อุณหภูมิปานกลางจะดำเนินการระหว่าง 40 องศา ถึง 80 องศา การระเหยของตัวทำละลายอินทรีย์ทั่วไป เช่น เอทิลอะซิเตต ไดเมทิลฟอร์มาไมด์ ฯลฯ สามารถเลือกระบบทำความร้อนในอ่างน้ำหรือระบบหมุนเวียนความร้อนภายนอกได้

C. การระเหยที่อุณหภูมิสูง: ตัวทำละลายอินทรีย์บางชนิดที่ระเหยยากอาจต้องระเหยที่อุณหภูมิสูงกว่า เช่น ตัวทำละลายที่มีจุดเดือดสูงหรือตัวอย่างที่มีความหนืด โดยปกติจะอยู่ระหว่าง 80 องศา ถึง 120 องศา และให้ความร้อนด้วยอ่างน้ำมันหรือเครื่องทำความร้อนแบบอิเล็กเตรต

ขั้นตอนการดำเนินงานปกติของการระเหยแบบหมุน

1. การเตรียม: ขั้นแรก ใส่สารละลายหรือส่วนผสมที่จะบำบัดในขวดระเหยของเครื่องระเหยแบบหมุน และดำเนินการปรับสภาพล่วงหน้าตามต้องการ เช่น การกรองหรือการกวน

2. เริ่มการหมุน: เปิดเครื่องระเหยแบบหมุนและเริ่มการหมุนของจานหมุน ความเร็วในการหมุนของจานหมุนสามารถปรับได้ตามความต้องการที่แท้จริง

3. การทำความร้อน: สารละลายในเครื่องระเหยแบบหมุนจะถูกให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิการระเหยโดยเครื่องทำความร้อนหรืออ่างน้ำอุ่น อุณหภูมิความร้อนขึ้นอยู่กับลักษณะและความต้องการของสารละลายที่จะบำบัด

4. การระเหย: เมื่อสารละลายได้รับความร้อน ตัวทำละลายในสารละลายจะเริ่มระเหยกลายเป็นไอน้ำ ไอน้ำเข้าสู่คอนเดนเซอร์ผ่านทางทางออกที่ด้านบนของขวดระเหย

5. การควบแน่น: ในคอนเดนเซอร์ ไอน้ำจะถูกทำให้เย็นลงและเปลี่ยนเป็นของเหลว กล่าวคือ ควบแน่นเป็นตัวทำละลายที่นำกลับมาใช้ใหม่ โดยปกติแล้ว คอนเดนเซอร์จะใช้ตัวกลางทำความเย็นภายนอก (เช่น น้ำหล่อเย็น) เพื่อลดอุณหภูมิของผนังท่อและส่งเสริมการควบแน่นของไอน้ำ

6. การนำกลับมาใช้ใหม่: ของเหลวของตัวทำละลายที่ควบแน่นจะถูกรวบรวมที่ด้านล่างของคอนเดนเซอร์ และสามารถนำกลับมาใช้ใหม่และแยกออกจากเต้าเสียบที่เกี่ยวข้องได้ ของเหลวที่นำกลับมาใช้ใหม่สามารถนำไปใช้ในกระบวนการหรือการทดลองอื่นๆ เพิ่มเติมได้

7. สิ้นสุดการทำงาน: เมื่อการระเหยแบบหมุนเสร็จสิ้นกระบวนการ หยุดการให้ความร้อนและการหมุน และทำความสะอาดและบำรุงรักษาอุปกรณ์หลังจากที่ระบบเย็นลง

เราสามารถจัดหา rotovap ที่มีปริมาตรแตกต่างจาก 1 ลิตร-50 ลิตรด้วยการยกแบบแมนนวลหรือการยกแบบไฟฟ้า และยังมีตัวเลือกที่ปรับแต่งเองให้เลือก โปรดติดต่อเราผ่านทางsales@achievechem.com