مقدمة: ما هو المبخر الدوراني؟
المبخر الدوار ، هو جهاز معمل يستخدم لتقطير المذيبات والمركبات الأخرى. إنه يعمل عن طريق تدوير قارورة العينة ، مع تسخينها في نفس الوقت ، لتبخير المذيب وفصله عن العينة. ثم يتم تكثيف الأبخرة وتجميعها في دورق منفصل. يشيع استخدام المبخر الدوار في الكيمياء والبيولوجيا والمستحضرات الصيدلانية لتنقية وتركيز العينات. كما أنها تستخدم لإعادة تدوير المذيبات ، وتقليل النفايات وتوفير التكاليف.
جدول المحتويات
مزايا المبخرات الدورانية:
أصبحت المبخرات الدوارة أداة أساسية في المختبرات الحديثة في مختلف الصناعات. إنها توفر العديد من المزايا مقارنة بمعدات التقطير التقليدية ، مما يجعلها الخيار الأفضل لفصل وتنقية المركبات الكيميائية من المذيبات.
انخفاض درجة حرارة الغليان
يتم استخدام المبخرات الدوارة مع نظام تفريغ لتقليل ضغط النظام. وهذا يعني أنه يمكن فصل المذيبات والمركبات الأخرى عند درجات حرارة أقل من المعتاد. تضمن درجات حرارة حمام الماء المنخفضة بقاء الجهاز في حالة جيدة لفترة أطول حيث يتعرض لدرجات حرارة منخفضة.
تبخير أسرع للمذيب
تتضمن عملية الفصل في المبخرات الدوارة قوتين رئيسيتين: قوة الجاذبية والاحتكاك. يسمح هذا للخليط بتكوين فيلم على السطح الداخلي للقارورة ، مما يخلق مساحة سطح أكبر للتدفئة. يزيد دوران القارورة بسرعة ثابتة من مساحة السطح. تحت الضغط المنخفض الناتج عن مضخة التفريغ ، تزداد سرعة التقطير بشكل كبير.
عمليات أقل
يتكون المبخر الدوار من محرك مدمج للرفع والسقوط. يتيح هذا الجزء إمكانية الرفع التلقائي للزجاجة الدوارة إلى موضع فوق حمام الماء مباشرةً من أجل عملية الدوران. المحرك يعمل بالكهرباء ، وهذا يعني أنه يمكن استخدام الجهاز طالما أن هناك طاقة. هذا يجعله جهازًا فعالًا وموثوقًا لمعظم مختبرات الكيمياء.
المبخرات الدوارة تمنع الاهتزاز
نظرًا للقوى التي تساهم في عملية التبخر (قوة الجاذبية المركزية والاحتكاك) ، غالبًا ما يتم قمع الاهتزازات. هذا يسمح بالتبخر السريع واللطيف للخلائط ، وبالتالي يسمح للمستخدمين عديمي الخبرة باستخدام هذه الأجهزة. يمكن أيضًا إزالة المذيب المتبقي بعد التبخر الدوراني من خلال فراغ أعمق أو نظام تفريغ محكم الإغلاق في درجات حرارة محيطة أو أعلى نسبيًا.
براعه
توفر المبخرات الدوارة تحكمًا دقيقًا في درجة الحرارة وتسمح باستخدام مجموعة واسعة من المذيبات. هذا التنوع يجعلها مناسبة لمجموعة متنوعة من التطبيقات ، من الأدوية إلى معالجة الأغذية.
كفاءة الاسترداد بالمذيبات
ميزة أخرى للمبخرات الدوارة هي كفاءتها في استعادة المذيبات. يمكنهم استرداد ما يصل إلى 90٪ من المذيب المستخدم في العملية ، مما يجعلها حلاً فعالاً من حيث التكلفة.
في الختام ، تجعل المزايا المذكورة أعلاه المبخرات الدوارة أداة أساسية للمختبرات التي تتطلع إلى زيادة قدرات معالجة العينات مع تحسين الكفاءة والحفاظ على معايير عالية من النقاء.
عيوب المبخرات الدورانية:
يكلف
يمكن أن تكون المبخرات الدوارة مكلفة للغاية ، اعتمادًا على العلامة التجارية والطراز. يمكن أن يكون الاستثمار الأولي المطلوب لشراء المبخر الدوار نفقات كبيرة لبعض المعامل. ومع ذلك ، من المهم ملاحظة أنه يمكن تعويض التكلفة بكفاءة ودقة النتائج التي تم الحصول عليها باستخدام المبخر الدوار.
الصيانة والمعايرة
عيب آخر للمبخرات الدوارة هو الحاجة إلى الصيانة الدورية والمعايرة لضمان نتائج دقيقة. يجب فحص المعدات بشكل متكرر للحفاظ على جودة النتائج التي تم الحصول عليها. بالإضافة إلى ذلك ، تعد المعايرة المنتظمة للمعدات ضرورية لضمان أن النتائج التي تم الحصول عليها دقيقة ومتسقة. يمكن أن يؤدي الفشل في إجراء الصيانة والمعايرة المنتظمة إلى نتائج غير دقيقة وتعطل المعدات.
مهارة المشغل
يمكن أن تستغرق المبخرات الدوارة وقتًا طويلاً وتتطلب مشغلًا ماهرًا للعمل. يجب أن يكون لدى المشغل فهم جيد للمعدات وتشغيلها لضمان أن النتائج التي تم الحصول عليها دقيقة ومتسقة. يتطلب ذلك مستوى معينًا من التدريب والخبرة ، مما قد يمثل تحديًا لبعض المعامل.
ارتطام المذيبات
المبخرات الدوارة معرضة لصدمات المذيبات ، والتي يمكن أن تؤدي إلى فقدان العينات والنتائج غير الدقيقة. يحدث ارتطام المذيب عندما يغلي المذيب بسرعة كبيرة ويؤدي إلى اصطدام العينة بالمكثف. يمكن منع ذلك عن طريق ضبط ضغط الفراغ وإعدادات درجة الحرارة ، ولكنه يتطلب تشغيلًا ماهرًا وتعديلات دقيقة.
الأواني الزجاجية الهشة
المبخرات الدوارة معرضة للكسر أيضًا بسبب الطبيعة الهشة للأواني الزجاجية المستخدمة في المعدات. الأواني الزجاجية حساسة ويمكن أن تتلف بسهولة ، مما يؤدي إلى إصلاحات أو استبدال مكلف. من المهم التعامل مع الأواني الزجاجية بعناية وتجنب أي حركات أو تأثيرات مفاجئة قد تؤدي إلى كسرها.
بشكل عام ، على الرغم من عيوبها ، لا تزال المبخرات الدوارة من الأصول القيمة في المختبر. من خلال الاستخدام السليم والصيانة وتدريب المشغلين ، يمكنهم مساعدة الباحثين والعلماء على تحقيق نتائج دقيقة وفعالة في عملهم.
وظائف المبخرات الدورانية:
المبخر الدوار هو جهاز فصل أساسي يمكنه إزالة المذيب المتطاير من خليط سائل من خلال التبخر والتكثيف. للجهاز وظائف مختلفة منها:
تركيز
المبخر الدوار هو أداة مثالية لتركيز المكونات غير المتطايرة في الخليط. يتيح تركيز النكهات الأكثر نقاءً وطازجة من البرتقال الأحمر عن طريق إزالة الماء. يمكنه أيضًا تركيز الرائحة المتطايرة وجزيئات النكهة من المخاليط بلطف وفي درجات حرارة منخفضة. على سبيل المثال ، يمكنه استخراج النكهات المرغوبة من مزيج من الكحول والأعشاب والفاكهة دون تسخين الخليط.
اِستِخلاص
المبخر الدوار مفيد لاستخراج المركبات المتطايرة من العينات دون تغييرها. يمكنها فصل المركبات الغذائية عن بعضها البعض دون تغييرها ، على عكس أجهزة التقطير التقليدية. على سبيل المثال ، يمكن استخدام الجهاز لإزالة الإيثانول من خليط الإيثانول وزيت الكانابيديول لتحسين نقاء زيت الكانابيديول. يمكنه أيضًا إزالة الماء من عصير الفاكهة ، مما يجعل عصير الفاكهة يحتوي على تركيز أعلى.
طهارة
يمكن للمبخر الدوراني تنقية المنتجات البيولوجية التي تتحلل بسهولة وتشوه في درجات حرارة عالية. إنها مناسبة بشكل خاص لتركيز وتنقية المنتجات البيولوجية. يتم تسخين القارورة الدوارة ثرموستاتيًا ويمكن أن تدور بسرعة ثابتة. تشكل المادة مساحة كبيرة من غشاء رقيق على السطح الداخلي للقارورة ، ويتم إعادة تدوير بخار المذيب في زجاجة التجميع بعد تبريده بواسطة مكثف زجاجي عالي الكفاءة ، مما يحسن بشكل كبير من كفاءة التبخر.
تجفيف
المبخر الدوار فعال في تجفيف عينات السائل. يتم تسخين القارورة الدوارة عند درجة حرارة ثابتة ، وتشكل المادة فيلمًا بمساحة كبيرة على جدار الزجاجة وتتبخر. يتم تبريد بخار المذيب بواسطة المكثف الزجاجي واستعادته في زجاجة التجميع ، مما يحسن بشكل كبير من كفاءة التبخر.
استرداد المذيبات
المبخر الدوراني ضروري في عملية استعادة المذيبات. يمكنه استرداد ما يقرب من 100٪ من المذيب. يستخدم الجهاز بشكل أساسي في التجفيف والتركيز والبلورة والفصل واستعادة المذيبات في الصناعات الكيميائية والصيدلانية والصيدلانية الحيوية.
في الختام ، المبخر الدوار هو جهاز مفيد للغاية في عمليات التقطير لاستخراج الحشيش ، والمختبرات الكيميائية ، وصناعات التكنولوجيا الحيوية. كفاءتها في إزالة المذيبات ، والاستخراج اللطيف للمركبات المتطايرة ، وتنقية المنتجات البيولوجية تجعلها أداة متعددة الاستخدامات وأساسية في العديد من التطبيقات المختبرية. من خلال فهم وظائف المبخرات الدوارة ، يمكن للباحثين الاستفادة منها بشكل أفضل في عملهم وتحقيق نتائج أكثر دقة وكفاءة.
العوامل المؤثرة في كفاءة التقطير:
درجة حرارة حمام التدفئة
- ارتفاع درجة حرارة الحمام يزيد من معدل التبخر
- يتم تحديد درجة حرارة الغليان للمنتج عن طريق ضغط النظام
- في الروتوفاب ، يتم الحفاظ على درجة حرارة المدخلات الحرارية ثابتة ويتم ضبط التقطير عن طريق التحكم في الضغط
ضغط التقطير
- يقلل الضغط المنخفض من نقطة غليان المذيب ، مما يؤدي إلى تقطير أسرع عند درجة حرارة حمام معينة
- يقلل وجود الفراغ من الضغط داخل النظام ، وبالتالي يقلل من ضغط البخار المطلوب لحدوث الغليان
سرعة الدوران وحجم القارورة
- تزيد القارورة الأكبر وعدد الدورات في الدقيقة الأعلى من مساحة السطح المكشوفة لكل وحدة زمنية ، مما يؤدي إلى تبخر أسرع
- كلما زادت سرعة المحرك ، زادت مساحة زجاجة التبخر ، وزادت كفاءة التقطير
حجم وقوة النظام
- سرعة التقطير محدودة بشكل أساسي بقدرة المكثف على تكثيف بخار المذيب
- يجب ألا يفرط البخار الوارد في تحميل المكثف ؛ خلاف ذلك ، قد تفقد المواد المتطايرة القيمة
- لتجنب التشبع ، يجب مراقبة ضغط النظام بحيث يتم تغطية ثلثي المكثف باستمرار بمكثف
في الختام ، هناك عوامل مختلفة تؤثر على كفاءة التقطير في المبخرات الدوارة ، بما في ذلك درجة حرارة حمام التسخين ، وضغط التقطير ، وسرعة الدوران وحجم القارورة ، وحجم وقوة النظام. يمكن للعلماء تحقيق كفاءة التقطير المثلى من خلال التحكم في هذه المتغيرات. تعتبر المبخرات الدوارة أكثر أمانًا وفعالية من طرق التقطير التقليدية ، مما يجعلها أداة لا غنى عنها في العديد من العمليات المختبرية.
كيف يعمل Rotovap؟
المبخر الدوراني أو الروتوفاب هو أداة أساسية في منشأة المعالجة. استخدامه الأساسي هو في استعادة الإيثانول بعد عملية فصل الشتاء أو الاستخراج. على الرغم من أننا سنركز على كيفية عمل الروتوفاب أثناء استرداد الإيثانول الأساسي ، فاعلم أنه يمكن تطبيقه في استرجاع العديد من المذيبات الأخرى المتوافقة مع مواد الحشية.
فهم تقطير روتوفاب
قبل التعرف على إعداد وتشغيل المبخر الدوار ، يجب أن يكون لديك صورة واضحة للتغيير المادي الذي يحدث داخل المبخر الدوار. ضع في اعتبارك كيف يجب أولاً فصل خليط يحتوي على مستخلص وإيثانول قبل أن يحدث التقطير الروتوفاب.
لفصل الخليط ، يتم تطبيق الحرارة مع سحب المكنسة الكهربائية في نفس الوقت. هذا يقلل بشكل كبير من درجة غليان الإيثانول. مع تحول دورق التبخر ، ينتج الخليط طبقة رقيقة تنتشر عبر الجزء الداخلي للقارورة. يساعد هذا في إجبار الإيثانول على التبخر بمعدل أسرع. يتم سحب هذا البخار إلى مسار المكثف بواسطة مضخة التفريغ.
مكونات روتوفاب
قبل أن تتعلم كيفية استخدام الروتوفاب للتبخر بنجاح ، يجب أن تفهم المكونات التي يتكون منها. يمكنك الرجوع إلى إعدادات نظام التشغيل rotovap الخاص بنا للحصول على مجموعات مكونات محددة.
روتوفاب
يعتمد حجم القرص الدوار على عدد اللترات التي تحتاج إلى استعادتها. ومع ذلك ، فإن الأحجام الأكثر شيوعًا هي 5 لترات و 10 لترات و 20 لترًا و 50 لترًا. الحجم يشير إلى حجم دورق التبخير. من المهم ملاحظة أن القارورة لا يتم تحميلها بأقصى سعة أثناء التشغيل ، ولكن عادة ما تكون حوالي 20-40٪ من السعة.
مبرد
تم تصميم مبردات Rotovap خصيصًا. لديهم قدرة تبريد أعلى بكثير مقارنة بالدوائر المبردة. ومع ذلك ، عادة لا يكون لديهم نطاق درجة حرارة كبير. هذا لأنك لن تحتاج إلى درجات حرارة شديدة البرودة للتبخر: فقط قدرة تبريد أعلى. يصبح بخار المذيب دافئًا عندما يصطدم بالمكثف. تهدف سعة التبريد المتزايدة إلى الحفاظ على المبرد عند درجة حرارة ثابتة.
مضخة فراغ
للحصول على أفضل النتائج ، يجب استخدام مضخة غشاء مقاومة للمواد الكيميائية وخالية من الزيت مع الروتوفاب الخاص بك. لا تتمتع هذه المضخات بعمق مثل مضخات الريشة الدوارة (الزيت) ولكنها أكثر مقاومة للتلوث. لا تستخدم مضخة زيت ذات رأس دوارة وإلا ستجدها مدمرة في لمح البصر.
مبدأ عمل المبخر الدوراني
مبدأ عمل المبخر الدوراني هو أن درجة غليان السوائل تنخفض عند تقليل ضغطها. يسمح هذا للمذيب بالتبخر عند درجات حرارة منخفضة مقارنة بغليانه في جو عادي. يجب عليك اختيار مضخة تفريغ من أجل rotavap الخاص بك والتي ستضمن كفاءة تبخر محسّنة.
يؤخذ في الاعتبار التبخر الدوراني في الغالب عند فصل المذيبات منخفضة الغليان مثل أسيتات الإيثيل أو الهكسان من المركبات التي تكون صلبة في درجات حرارة الغرفة. عند المراقبة الدقيقة ، يمكن إزالة مذيب من عينة بمركب سائل. يمكن أيضًا تبخير المذيبات ذات نقاط الغليان الأعلى مثل الماء إذا كان الجهاز قادرًا على تحمل ضغوط منخفضة جدًا.
يقوم المكثف بتكثيف الغاز في سائل عن طريق تبريد وتبريد البخار. لتحقيق درجات الحرارة المنخفضة هذه ، يمكن استخدام عدد من الأشياء بما في ذلك النيتروجين السائل والماء البارد والثلج الجاف. يدور وعاء التبخر باستمرار لزيادة مساحة سطح التبخر لكل وحدة زمنية. تحافظ قوة الطرد المركزي الناتجة عن الدوران على بقاء السائل عالقًا في داخل الوعاء مما يوفر مساحة كبيرة ويسرع من عملية التبخر.
يوجد مكبس ثلاثي بين مضخة تخفيض الضغط وأنبوب المكثف. عندما يتم توصيل نظام التشغيل بالضغط ، تتم إزالة دورق التبخر للحصول على البقايا.
اتصل بنا للحصول على استشارة مجانية
تم الاعتراف بمنتجات وخدمات KINTEK LAB SOLUTION من قبل العملاء في جميع أنحاء العالم. سيسعد موظفونا بمساعدتك في أي استفسار قد يكون لديك. اتصل بنا للحصول على استشارة مجانية وتحدث إلى أحد المتخصصين في المنتج للعثور على الحل الأنسب لاحتياجات التطبيق الخاص بك!
