如何为旋转蒸发仪选择合适的真空泵

 在大多数旋转蒸发仪应用中,使用泵施加真空既有帮助,也有必要,因为它可以降低系统内的压力。这降低了溶剂的沸腾温度,从而导致更快的蒸发和更安全的旋转蒸发器操作。

组成旋转蒸发仪装置时,不仅有任何泵都可以完成任务。您甚至可能会遇到附带泵的rotovap软件包,但我们已经详细讨论了为什么这些捆绑包通常不是一个好主意(主要是因为您最终付出了超出所需的费用)。
在旋转蒸发仪应用程序中,通常目标是使生产尽快。在泵方面,通常采用“越大越好”的心态,其中假定流量越高,生产速度就越快。然而,这可能导致诸如泵损坏和效率低下的问题。另外,还有其他因素需要考虑,而不仅仅是流速。
在这篇文章中,我们将研究在给定的应用中使用错误的泵的潜在含义以及在选择泵时应考虑的因素。
不合适的泵有一些主要的负面影响:
损坏泵
安全隐患
溶剂损失
效率低下的过程
让我们更详细地看一下。
1.损坏泵
不允许液体通过泵是很大的禁忌。如果流速太高或冷却器没有足够的冷却能力,则会发生这种情况。无论哪种情况,如果溶剂没有机会在冷凝器中冷凝,它将进入真空泵。这至少会造成泵的过度磨损,从而大大缩短泵的使用寿命。它甚至可能淹没泵,造成无法修复的损坏。
2.安全风险
在某些情况下,泵的溢液可能导致溶剂从泵的后部喷出。这可能会造成火灾安全隐患(例如,如果您的溶剂是乙醇)或健康风险(例如,使用腐蚀性或致癌溶剂时)。
3.溶剂损失
在旋转蒸发器工艺中,您通常能够回收相当高纯度的溶剂,并可以重复使用。如果您的溶剂没有时间凝结到收集瓶中,则溶剂的回收率将会降低。无法回收已经进入泵的溶剂。
4.效率低下的过程
到目前为止,我们已经讨论了使用流速过高的泵对您的应用的影响。但是,使用功率不足的泵也有一个主要缺点:最终会导致过程缓慢,效率低下。
购买水泵时要考虑的因素
我们已经讨论了使用错误泵的潜在负面影响,那么什么因素应该影响您的决定?回答以下问题将帮助您选择合适的泵:
您正在使用的溶剂及其相应的沸点将是决定所需真空压力的主要决定因素。
根据溶剂的沸点和要设定浴的温度,您可能需要或多或少的真空。
例如,对于给定的溶剂,您的浴在30°C时比在40°C时需要更高的真空度。在给定的浴温下,沸点为60°C的溶剂比沸点为50°C的溶剂需要更高的真空度。
泵速(这会影响流速(也称为疏散率或间隙))也是一个主要问题。如前所述,对于给定的应用而言,太高的速度可能会导致泵损坏以及其他问题,例如安全隐患和产品残留。除了实际意义之外,具有较高流量的泵往往更昂贵,并且您无疑希望避免支付超出需要的费用。
烧瓶尺寸是所需泵速的重要决定因素。烧瓶越大,所需的空气排量就越大,所需的流量就越大。例如,50 L / min的流速可能适用于20 L的烧瓶,而70 L / min的流速可能更适用于50 L的烧瓶。另外请记住,并非所有泵都是一样的。由于泵的曲线和设计因素,对于某个泵来说足够的泵速度可能不适用于另一个泵。
如果您已经拥有一台泵,并且想知道是否可以将其用于您的应用程序,那么就泵速而言,有两点要考虑。设置较低的抽速(因此,设置较低的流速)将使溶剂蒸气在冷凝器中的停留时间更长。但是,许多泵都是定速的,因此这不是一个选择。
如果您的泵因应用场合而过大,则有另一种选择。您可以通过在冷凝器和泵之间增加一长段真空软管来降低泵的流量。软管的内径应小于现有软管的内径。额外的气流阻力将降低空气从系统中排出的速度。当然,在寻找合适长度的软管时会遇到一些试验和错误,该长度可以避免泵满溢,但不会使该过程减慢太多。
在考虑流量时,您还需要考虑使用泵的压力。当泵在最小压力或接近其最小压力下运行时,流量将减小。例如,以VP18R真空泵型号为例,其流量为18 L / min,最小压力为20 mbar。当接近最低压力时,泵将无法以18 L / min的速度排气。
随着溶剂蒸气流过泵,重要的是泵材料需要与该溶剂兼容。称心情况下,旋转蒸发仪安装中使用的泵应无油且耐化学腐蚀,从而确保其使用寿命尽可能长。为此目的,常用的泵是隔膜泵(或隔膜泵)。
对于许多旋转蒸发仪应用,需要控制真空度以创建更安全,更有效的设置。通过控制真空度,您可以准确地调节系统中的压力以达到所需的蒸发速率。这种控制水平还可以帮助您避免碰撞和起泡,并为您提供更好的溶剂-产物分离。
一些旋转蒸发仪带有内置的真空控制器,在这种情况下,您可能不需要具有自己的控制器的泵。如果确实需要带有控制器的泵,则可以选择模拟和数字控制器,后者通常价格较高。