소개: 회전식 증발기란 무엇입니까?
회전 증발기 또는 rotovap은 용매 및 기타 화합물의 증류에 사용되는 실험실 장비입니다. 샘플 플라스크를 회전시키면서 동시에 가열하여 용매를 증발시키고 샘플에서 분리합니다. 그런 다음 증기는 응축되어 별도의 플라스크에 수집됩니다. 회전식 증발기는 일반적으로 화학, 생물학 및 의약품에서 샘플의 정제 및 농축을 위해 사용됩니다. 또한 솔벤트 재활용, 폐기물 감소 및 비용 절감에도 사용됩니다.
회전식 증발기의 장점:
회전 증발기는 다양한 산업 분야의 현대 실험실에서 필수적인 도구가 되었습니다. 기존 증류 장비에 비해 몇 가지 장점을 제공하므로 용매에서 화학 화합물을 분리하고 정제하는 데 탁월한 선택입니다.
낮은 끓는점
회전식 증발기는 시스템의 압력을 줄이기 위해 진공 시스템과 함께 사용됩니다. 이것은 용매와 다른 화합물의 분리가 평소보다 낮은 온도에서 달성될 수 있음을 의미합니다. 더 낮은 수조 온도는 장치가 더 낮은 온도에 노출될 때 더 오랫동안 양호한 상태를 유지하도록 합니다.
더 빠른 용매 증발
회전식 증발기의 분리 과정에는 구심력과 마찰이라는 두 가지 주요 힘이 포함됩니다. 이렇게 하면 혼합물이 플라스크의 내부 표면에 필름을 형성하여 가열을 위한 더 큰 표면적을 생성할 수 있습니다. 일정한 속도로 플라스크를 회전시키면 표면적이 증가합니다. 진공 펌프로 인한 낮은 압력에서 증류 속도가 크게 증가합니다.
더 적은 작업
회전식 증발기는 승강 모터가 내장되어 있습니다. 이 부분은 회전 과정을 위해 회전식 병을 수조 바로 위의 위치로 자동으로 올릴 수 있게 합니다. 모터는 전기로 구동되며 이는 전원이 있는 한 장치를 사용할 수 있음을 의미합니다. 따라서 대부분의 화학 실험실에서 효율적이고 신뢰할 수 있는 장치입니다.
회전식 증발기는 범핑을 억제합니다.
증발 과정에 기여하는 힘(구심력 및 마찰)으로 인해 종종 범핑이 억제됩니다. 이는 혼합물의 빠르고 부드러운 증발을 가능하게 하므로 경험이 없는 사용자도 이러한 장치를 사용할 수 있습니다. 회전 증발 후 남아있는 용매는 더 깊은 진공 또는 주변 또는 상대적으로 더 높은 온도에서 단단히 밀봉된 진공 시스템을 통해 추가로 제거될 수 있습니다.
다재
회전식 증발기는 정밀한 온도 제어를 제공하고 다양한 용매를 사용할 수 있습니다. 이러한 다양성으로 인해 제약에서 식품 가공에 이르기까지 다양한 응용 분야에 적합합니다.
효율적인 용매 회수
회전 증발기의 또 다른 장점은 용매 회수 효율입니다. 공정에 사용된 용매의 최대 90%를 회수할 수 있어 비용 효율적인 솔루션입니다.
결론적으로, 위의 장점으로 인해 회전식 증발 농축기는 샘플 처리 기능을 확장하는 동시에 효율성을 개선하고 높은 순도 표준을 유지하려는 실험실에 필수적인 도구입니다.
회전 증발기의 단점:
비용
회전식 증발기는 브랜드와 모델에 따라 상당히 비쌀 수 있습니다. 회전식 증발 농축기를 구입하는 데 필요한 초기 투자는 일부 실험실에서 상당한 지출이 될 수 있습니다. 그러나 회전식 증발 농축기를 사용하여 얻은 결과의 효율성과 정확성으로 비용을 상쇄할 수 있다는 점에 유의해야 합니다.
유지보수 및 교정
회전 증발기의 또 다른 단점은 정확한 결과를 보장하기 위해 정기적인 유지 보수 및 보정이 필요하다는 것입니다. 얻은 결과의 품질을 유지하기 위해 장비를 자주 점검해야 합니다. 또한 얻은 결과가 정확하고 일관성이 있는지 확인하려면 장비를 정기적으로 교정해야 합니다. 정기적인 유지 관리 및 보정을 수행하지 않으면 부정확한 결과와 장비 고장이 발생할 수 있습니다.
운영자 기술
회전식 증발기는 시간이 많이 소요될 수 있으며 숙련된 작업자가 작동해야 합니다. 작업자는 얻은 결과가 정확하고 일관성이 있는지 확인하기 위해 장비와 작동을 잘 이해해야 합니다. 이를 위해서는 특정 수준의 교육과 경험이 필요하며 일부 실험실에서는 어려울 수 있습니다.
솔벤트 범핑
회전식 증발기는 용매 범핑이 발생하기 쉬우므로 샘플 손실 및 부정확한 결과가 발생할 수 있습니다. 용매 범핑은 용매가 너무 빨리 끓을 때 발생하며 샘플이 콘덴서에 부딪히게 합니다. 이는 진공 압력 및 온도 설정을 조정하여 방지할 수 있지만 숙련된 작업과 정밀한 조정이 필요합니다.
깨지기 쉬운 유리 제품
회전식 증발기는 또한 장비에 사용되는 유리 제품의 깨지기 쉬운 특성으로 인해 파손되기 쉽습니다. 유리 제품은 섬세하고 쉽게 손상될 수 있어 비용이 많이 드는 수리 또는 교체가 필요합니다. 유리 제품을 조심스럽게 다루어야 하며 깨질 수 있는 갑작스러운 움직임이나 충격을 피하는 것이 중요합니다.
전반적으로 단점에도 불구하고 회전 증발기는 여전히 실험실에서 귀중한 자산입니다. 적절한 사용, 유지 관리 및 작업자 교육을 통해 연구자와 과학자가 작업에서 정확하고 효율적인 결과를 얻을 수 있도록 도울 수 있습니다.
회전 증발기의 기능:
회전 증발기는 증발과 응축을 통해 액체 혼합물에서 휘발성 용매를 제거할 수 있는 필수 분리 장비입니다. 장치에는 다음과 같은 다양한 기능이 있습니다.
집중
회전 증발기는 혼합물의 비휘발성 성분을 농축하는 데 이상적인 도구입니다. 수분을 제거하여 블러드 오렌지에서 가장 순수하고 신선한 맛을 농축할 수 있습니다. 또한 혼합물의 휘발성 아로마 및 풍미 분자를 저온에서 부드럽게 농축할 수 있습니다. 예를 들어 혼합물을 가열하지 않고도 알코올, 허브 및 과일의 혼합물에서 원하는 풍미를 추출할 수 있습니다.
추출
회전 증발기는 시료를 변경하지 않고 시료에서 휘발성 화합물을 추출하는 데 유용합니다. 기존의 증류 장치와 달리 식품 화합물을 변경하지 않고 서로 분리할 수 있습니다. 예를 들어, 이 장치는 에탄올과 CBD 오일의 혼합물에서 에탄올을 제거하여 CBD 오일의 순도를 향상시키는 데 사용할 수 있습니다. 또한 과일 주스 내의 수분을 제거하여 과일 주스의 농도를 높일 수 있습니다.
정화
회전 증발기는 고온에서 쉽게 분해되고 변성되는 생물학적 제품을 정화할 수 있습니다. 특히 생물학적 제품의 농축 및 정제에 적합합니다. 회전 플라스크는 온도 조절식으로 가열되며 일정한 속도로 회전할 수 있습니다. 이 물질은 플라스크 내부 표면에 넓은 면적의 박막을 형성하고 용매 증기는 고효율 유리 콘덴서에 의해 냉각된 후 수집 병에서 재활용되어 증발 효율을 크게 향상시킵니다.
건조
회전 증발기는 액체 시료 건조에 효과적입니다. 회전 플라스크는 일정한 온도로 가열되고 재료는 병 벽에 대면적 필름을 형성하고 증발합니다. 용제 증기는 유리 응축기에 의해 냉각되고 수집 병에서 회수되어 증발 효율이 크게 향상됩니다.
용제 회수
회전식 증발기는 용매 회수 공정에 필수적입니다. 용매를 거의 100% 회수할 수 있습니다. 이 장치는 주로 화학, 제약 및 바이오 제약 산업에서 건조, 농축, 결정화, 분리 및 용매 회수에 사용됩니다.
결론적으로 회전 증발기는 대마초 추출, 화학 실험실 및 생명 공학 산업의 증류 공정에서 매우 유용한 장치입니다. 용매 제거의 효율성, 휘발성 화합물의 부드러운 추출 및 생물학적 제품의 정제로 인해 많은 실험실 응용 분야에서 다재다능하고 필수적인 도구입니다. 회전 증발기의 기능을 이해함으로써 연구자들은 이를 연구에 더 잘 활용하고 더 정확하고 효율적인 결과를 얻을 수 있습니다.
증류 효율에 영향을 미치는 요인:
가열 수조의 온도
- 수조의 온도가 높을수록 증발 속도가 빨라집니다.
- 제품의 끓는 온도는 시스템의 압력에 의해 결정됩니다.
- Rotovap에서 열 입력의 온도는 일정하게 유지되고 증류는 압력을 제어하여 조정됩니다.
증류의 압력
- 낮은 압력은 용매의 끓는점을 낮추어 주어진 수조 온도에서 더 빠른 증류로 이어집니다.
- 진공의 존재는 시스템 내의 압력을 감소시켜 비등이 발생하는 데 필요한 증기압을 감소시킵니다.
플라스크의 회전 속도 및 크기
- 더 큰 플라스크와 더 높은 RPM은 단위 시간당 노출되는 표면적을 증가시켜 더 빠른 증발로 이어집니다.
- 모터 속도가 빠를수록 증발 병의 면적이 커지고 증류 효율이 높아집니다.
시스템의 크기 및 성능
- 증류 속도는 주로 응축기의 용매 증기 응축 능력에 의해 제한됩니다.
- 유입되는 증기가 콘덴서에 과부하가 걸리지 않아야 합니다. 그렇지 않으면 귀중한 휘발성 물질이 손실될 수 있습니다.
- 포화를 방지하려면 응축기의 2/3가 지속적으로 응축수로 덮이도록 시스템의 압력을 모니터링해야 합니다.
결론적으로 가열 수조의 온도, 증류 압력, 회전 속도 및 플라스크 크기, 시스템의 크기 및 전력을 포함하여 회전식 증발기의 증류 효율에 영향을 미치는 다양한 요소가 있습니다. 과학자들은 이러한 변수를 제어하여 최적의 증류 효율을 달성할 수 있습니다. 회전식 증발기는 기존의 증류 방법보다 더 안전하고 효율적이므로 많은 실험실 공정에서 없어서는 안 될 도구입니다.
Rotovap은 어떻게 작동합니까?
회전 증발기 또는 회전 증발기는 처리 시설의 필수 도구입니다. 주요 용도는 방한 처리 또는 추출 공정 후에 에탄올을 회수하는 것입니다. 기본 에탄올 회수 중에 회전증발기가 어떻게 작동하는지에 초점을 맞추겠지만 개스킷 재료와 호환되는 다른 많은 용매의 회수에도 적용할 수 있습니다.
Rotovap 증류 이해하기
Rotovap 설정 및 작동에 대해 알아보기 전에 회전식 증발기 내부에서 발생하는 물리적 변화에 대한 명확한 그림이 있어야 합니다. 회전증발기 증류가 일어나기 전에 추출물과 에탄올을 포함하는 혼합물이 먼저 분리되어야 하는 방법을 고려하십시오.
혼합물을 분리하기 위해 진공을 당기는 동시에 열을 가합니다. 이것은 에탄올의 끓는점을 상당히 떨어뜨립니다. 증발 플라스크가 회전함에 따라 혼합물은 플라스크 내부에 퍼지는 얇은 필름을 생성합니다. 이것은 에탄올이 더 빠른 속도로 기화되도록 하는 데 도움이 됩니다. 그 증기는 진공 펌프에 의해 응축기의 경로로 빨려 들어갑니다.
Rotovap의 구성 요소
증발을 위해 로토밥을 성공적으로 사용하는 방법을 배우기 전에 이를 구성하는 구성 요소를 이해해야 합니다. 특정 구성 요소 조합에 대한 당사의 rotovap 턴키 설정을 참조할 수 있습니다.
로토밥
Rotovap 크기는 회수해야 하는 리터 수에 따라 다릅니다. 즉, 가장 일반적인 크기는 5L, 10L, 20L 및 50L입니다. 크기는 증발 플라스크의 크기를 나타냅니다. 작동 중에 플라스크가 최대 용량으로 로드되지 않고 일반적으로 약 20-40% 용량으로 로드된다는 점에 유의하는 것이 중요합니다.
칠러
Rotovap 냉각기는 특별히 설계되었습니다. 그들은 냉장 순환기에 비해 훨씬 높은 냉각 용량을 가지고 있습니다. 그러나 일반적으로 온도 범위가 크지 않습니다. 그것은 증발을 위해 극도로 낮은 온도가 필요하지 않기 때문입니다. 단지 더 높은 냉각 용량만 있으면 됩니다. 솔벤트 증기는 콘덴서에 닿을 때 따뜻합니다. 증가된 냉각 용량은 냉각기를 안정적인 온도로 유지하기 위한 것입니다.
진공 펌프
최상의 결과를 얻으려면 내화학성, 오일리스 다이어프램 펌프를 로토밥과 함께 사용해야 합니다. 이 펌프는 로터리 베인(오일) 펌프만큼 깊이가 없지만 오염에 훨씬 강합니다. Rotovap과 함께 오일 펌프를 사용하지 마십시오. 그렇지 않으면 곧 파괴될 것입니다.
회전 증발기 작동 원리
회전식 증발기의 작동 원리는 액체의 압력이 감소하면 끓는점이 낮아진다는 것입니다. 이를 통해 일반 대기에서 끓일 때보다 낮은 온도에서 용매가 증발할 수 있습니다. 향상된 증발 효율을 보장하는 로타밥용 진공 펌프를 선택해야 합니다.
회전 증발은 실온에서 고체인 화합물에서 에틸 아세테이트 또는 n-헥산과 같은 저비점 용매를 분리할 때 주로 고려됩니다. 주의 깊게 모니터링하면 액체 화합물이 있는 시료에서 용매를 제거할 수 있습니다. 기기가 매우 낮은 압력을 견딜 수 있는 경우 물과 같이 끓는점이 훨씬 더 높은 용매도 증발할 수 있습니다.
응축기는 증기를 냉각 및 냉각하여 가스를 액체로 응축합니다. 이러한 낮은 온도를 달성하기 위해 액체 질소, 냉수 및 드라이아이스를 포함하여 여러 가지를 사용할 수 있습니다. 증발 용기는 단위 시간당 증발 표면적을 늘리기 위해 지속적으로 회전합니다. 회전의 결과로 생성된 원심력은 액체를 용기 내부에 달라붙게 하여 넓은 표면적을 제공하고 증발 과정을 가속화합니다.
감압 펌프와 응축기 튜브 사이에는 3방향 피스톤이 있습니다. 운영 체제가 압력과 연결되면 증발 플라스크를 제거하여 잔류물을 얻습니다.
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