Ротационные испарители

Ротационные испарители  — это лабораторные приборы, используемые для удаления растворителей из образцов путем испарения. Они широко применяются в химии, фармацевтике, биотехнологиях и смежных областях для концентрации растворов, рекристаллизации, разделения смесей и очистке соединений.

Основной принцип: низкокипящие (легколетучие) компоненты определяют состав паров и отгонной фракции (дистиллята), высококипящие (труднолетучие) компоненты остаются в жидкой фазе. Благодаря скорости вращения, площадь испарения увеличивается в 2-3 раза. Оптимальная скорость вращения ротационного испарителя – 240-280 об/мин.  

      Ротационный испаритель состоит из нескольких основных компонентов:

1. Ротор с колбой: колба с образцом крепится к вращающемуся ротору. Образец равномерно распределяется по стенкам колбы, что увеличивает площадь поверхности и ускоряет испарение. Скорость вращения ротора зависит от вязкости жидкости. Чем более вязкая жидкость, тем медленнее надо, чтоб колба вращалась. Так как при вязкой жидкости вещество не успевает растечься по колбе.
2. Нагревательная баня: обычно это водяная или масляная баня, в которую погружается колба. Температура бани регулируется для контроля скорости испарения.
3. Конденсатор: вакуумная система снижает давление в колбе, что позволяет испарению происходить при более низких температурах. Испаренные пары конденсируются в конденсаторе, который охлаждается водой или другим охлаждающим агентом.
4. Сборник конденсата: конденсированные пары собираются в отдельной колбе или сосуде. В качестве сборника конденсата рекомендуется использовать только круглодонные колбы, так как при разнице давления у них меньше риск расколоться.
5. Вакуумный насос: устанавливает пониженное давление внутри системы, что снижает температуру кипения растворителя. Мы рекомендуем использовать вакуумный насос VC100 от китайского производителя, компании DLab.

При сборке ротационного испарителя необходимо использовать специальную смазку, чтобы исключить утечку вакуума на стыках различных компонентов. 

Правило дельта 20°

Для оптимизации процесса испарения-осаждения нужно согласовать температуры:

• Теплоносителя
• Паров
• Теплоносителя холодильника

Наибольшая эффективность достигается при разнице в 20°С. Как пример, если температура бани 80°С, то температура холодильника должна быть не выше 60°С.

Контроль глубины вакуума очень важен для всего процесса. Чем сильнее вакуум создается внутри роторного испарителя, тем эффективнее идет процесс отгонки. Но, если вакуум сильно глубокий, то пары растворителя не будут успевать конденсироваться в холодильнике и попадут в насос.

Но в любом случае необходимо использовать химически стойкий насос, например VC100.

Принцип работы ротационного испарителя

Ротационный испаритель предназначен для эффективного испарения растворителей из жидких образцов при сниженной температуре. Это достигается благодаря комбинации трех ключевых факторов: вращения, нагрева и вакуума.

1. Вращение колбы:

Колба с раствором вращается, создавая тонкую пленку жидкости на внутренней поверхности. Это значительно увеличивает площадь поверхности испарения и ускоряет процесс.  

2. Нагревательная баня:

Колба частично погружена в нагревательную баню (обычно водяную или масляную), где жидкость нагревается до нужной температуры, ускоряя испарение растворителя.   

3. Вакуумная система:

Вакуумный насос снижает давление внутри системы, что позволяет растворителю испаряться при более низкой температуре, чем при атмосферном давлении. Это особенно важно для термочувствительных веществ, которые могут разлагаться при высоких температурах.

4. Конденсация:

Пары растворителя поднимаются в конденсатор, где охлаждаются и превращаются обратно в жидкость. Конденсат затем собирается в специальной колбе для дальнейшего использования или утилизации.

Этот процесс позволяет быстро и эффективно отделить растворитель от целевого соединения, оставив его в колбе.

Типы ротационных испарителей

Стандартные ротационные испарители

• Подходят для работы с небольшими объемами (до нескольких литров);
• Широко используются в аналитических и исследовательских лабораториях.

Ротационные испарители для больших объемов

• Предназначены для обработки больших объемов растворов (десятки литров);
• Используются в производственных лабораториях и на промышленных предприятиях.

Вакуумные ротационные испарители

• Обладают улучшенной вакуумной системой для работы с особо летучими или термочувствительными веществами;
• Обеспечивают более точное и контролируемое испарение.

Ротационные испарители с автоматической системой управления

• Включают функции автоматического контроля температуры, давления и скорости вращения;
• Позволяют выполнять процессы без постоянного участия оператора, что повышает эффективность.

Производители ротационных испарителей

• IKA (Германия)

Производитель высококачественного лабораторного оборудования. Их ротационные испарители отличаются прочностью, надежностью и инновационными функциями.

• Heidolph (Германия)

Компания предлагает ротационные испарители с высокой производительностью и расширенными функциями для точного контроля процесса испарения.

• Yamato (Япония)

Компания известна своими надежными и простыми в эксплуатации, которые подходят для лабораторий разного уровня.

• Dlab (Китай)

Предлагает ротационные испарители по конкурентоспособным ценам, сохраняя при этом высокие стандарты качества.

Применение ротационных испарителей

• Концентрация растворов: используется для удаления растворителя и концентрирования вещества.
• Рекристаллизация: применяется в процессах очистки и получения кристаллических форм соединений.
• Синтез органических соединений: используется для отделения растворителей от продуктов реакции.
• Извлечение активных веществ: в фармацевтической и биотехнологической промышленности ротационные испарители применяются для извлечения активных ингредиентов из растений или других природных источников.

Преимущества ротационных испарителей

• Быстрое и эффективное удаление растворителей;
• Бережное испарение при низких температурах, что сохраняет структуру чувствительных соединений;
• Простота использования и контроля параметров процесса (температура, скорость вращения, давление).

Ротационные испарители — это важный инструмент в современных лабораториях, позволяющий безопасно и эффективно испарять и концентрировать растворы, что делает их незаменимыми в научных и промышленных процессах.

Перспективы и развитие

Современные ротационные испарители становятся все более автоматизированными, что позволяет улучшать контроль над процессами и снижать трудозатраты. Будущее этих приборов, вероятно, связано с дальнейшей интеграцией с автоматическими системами управления и аналитическими приборами, что позволит создавать полностью автономные системы для обработки и анализа образцов.