對于濃縮來說,在實驗中有太多的場景需要用到干燥或者濃縮,但市面上常見的依然是傳統的旋轉蒸發儀和氮吹等。
所以對于還未使用過真空離心濃縮儀的客戶來說,我們依然是要不厭其煩的介紹它應用及原理:真空離心濃縮儀是一種用于濃縮溶液或懸浮液的技術,它結合了離心力和真空原理。該過程在低真空下對濃縮的樣品施加離心力,以控制暴沸;利用真空泵降低腔體壓力,從而使溶劑快速并安全蒸發。對比傳統的濃縮方式旋蒸和氮吹來說,它有著多種優點:高通量、防暴沸、低溫下濃縮等,在生命科學、食品、環境檢測、分子生物學等有著廣泛用途。
——Genevac產品團隊
真空離心濃縮問題探討
今天和大家探討的問題是,在真空離心濃縮中,為什么說并不是真空度越低蒸發速率越快?
我們都知道,溶液的沸點,它隨著壓力的降低而降低。
當腔體內加熱溫度大于溶液沸點時,蒸發即開始。以DMF溶劑為例,當在8mbar的條件下時沸點為25℃(如上圖紫色線條所示),那么只要加熱溫度高于25℃,壓力能降低到8mbar以下,冷凝器可以冷凝25℃的有機溶劑,那么整個系統就能處理DMF這種溶劑。如果在把壓力降到足夠低呢,這樣產生的溫度差越大,是不是蒸發速率越快?在蒸發方面我們可以去這樣理解,但要考慮“最佳蒸發方法”:除了要保證所蒸發樣品的安全性之外,還能達到最快的蒸發速度。
對于蒸發速度主要有兩個起決定性因素的條件:
● 蒸發時的壓力;
● 冷凝器的冷凝能力。
蒸發時的壓力和冷凝器的冷凝能力在達到平衡時才能保證蒸發速度,否則真空度和差的冷凝能力也不能保證蒸發的效果。
舉例說明
例如:蒸發200ml的甲醇(Methanol)溶劑(如上圖1mbar壓力條件下甲醇的沸點/冷凝點為-50℃),200ml甲醇為4.9mol,根據1mol物質在標準狀態下的體積為22.4L,那么200ml甲醇在標準狀態下的體積為109.7升,根據PV=nRT公式,我們可以得到在1mbar的壓力條件下,甲醇蒸氣的體積為111154L,甲醇蒸氣的溫度為-50℃。
常壓下200ml甲醇=1mbar壓力條件下111154L -50℃的甲醇蒸氣
此時需要一個冷凝器的溫度在滿負荷工作的條件下也能低于-50℃,才能將-50℃的甲醇蒸氣冷凝變為液體的甲醇。否則,即使使用抽速為83L/min的泵,也需要約22個小時,才能將這200ml甲醇蒸干。
結論
由于很多蒸發系統的冷凝器都不能達到這么低的溫度,因此,在蒸發甲醇的時候,選擇非常低的壓力條件1mbar,并不是最佳的蒸發條件。如果選擇蒸發壓力為8mbar,此時甲醇的沸點/冷凝點為-20℃,-20℃是一個比較容易達到的條件,所以很快就能將甲醇蒸氣冷凝為液體,大大加快了蒸發速度。
所以說并不是壓力越低,蒸發速度越快,蒸發速度與冷凝器的能力有非常大的關系。
有什么辦法同時兼顧蒸發條件和效率?
Genevac溶劑蒸發產品
英國Genevac EZ-2、Rocket、HT系統內置了不同沸點范圍下的溶劑的不同的蒸發壓力條件,保證每一種溶劑都在最佳的蒸發條件下進行蒸發,而不需要用戶對這些條件進行摸索。歡迎來詢
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Genevac
ATS集團是德祥集團資深合作伙伴之一。英國Genevac公司成立于1990年,隸屬ATS SP Scientific旗下,一直專注于研究和生產各種離心蒸發濃縮設備,其產品廣泛應用于生命科學、制藥、化學、分析等領域。
德祥科技
德祥科技有限公司成立于1992年,總部位于中國香港特別行政區,分別在越南、廣州、上海、北京設立分公司。主要服務于大中華區和亞太地區——在亞太地區有27個辦事處和銷售網點,5個維修中心和2個樣機實驗室。
30多年來,德祥一直深耕于科學儀器行業,主營產品有實驗室分析儀器、工業檢測儀器及過程控制設備,致力于為新老客戶提供更完善的解決方案。公司業務包含儀器代理,維修售后,實驗室咨詢與規劃,CRO凍干工藝開發服務以及自主產品研發、生產、銷售、售后。與高校、科研院所、政府機構、檢驗機構及企業保持密切合作,服務客戶覆蓋制藥、醫療、商業實驗室、工業、環保、石化、食品飲料和電子等各個行業及領域。
2009至2021年間,德祥先后榮獲了“影響力經銷商”、“年度最佳代理商“、”年度最高銷售獎“等殊榮。我們始終秉承誠信經營的理念,致力于成為優秀的科學儀器供應商,為此我們從未停止前進的腳步。
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