基本结构及原理
旋转蒸发器的工作原理简单来说就是通过电机控制使蒸馏瓶以最合适的速度恒速旋转以增加蒸发面积,同时通过真空泵使蒸发瓶处于负压状态。压力状态,降低溶液的沸点,加快蒸发速度。真空蒸发器是蒸发的一种方法,因为降低液体上方的压力会降低组分液体的沸点,从而在一定程度上加快蒸发速度。将蒸发瓶置于水浴中边旋转边恒温加热,使烧瓶内的溶液在旋转烧瓶内负压下加热、扩散、蒸发。可密封蒸发系统,减压至400~600mmHg,蒸馏烧瓶内的溶剂可用加热浴加热。加热温度可以接近溶剂的沸点,也可以以50~160转/分的速度旋转,使溶剂形成薄膜。增加蒸发面积,另外,在高效冷凝器的作用下,热蒸汽可以快速液化,加快蒸馏速度。
通常在旋转蒸发器的应用中,感兴趣的组分液体是人们希望在提取后从样品中去除的研究溶剂。例如,在天然产物分离或有机合成步骤之后,可以在不过热的情况下除去液体溶剂。复杂敏感的混合溶剂。
旋转蒸发且方便地用于将“低沸点”溶剂(例如正己烷或乙酸乙酯)与在室温和压力下为固体的化合物分离。但是,如果共蒸发(共沸行为)很小,并且在选定的温度和减压下沸点有足够的差异,小心应用还可以从含有液体化合物的样品中去除溶剂。
旋蒸的主要组成
1、旋转马达,通过旋转带动蒸发瓶。
2、蒸发管道,蒸发瓶旋转的支撑轴,并从物料中抽出蒸汽的真空密封管道。
3、真空系统,减少蒸发器系统内的压力,降低物料沸点。
4、加热浴锅,常用水或油来加热物料。
5、冷凝器,为加快冷凝效率,通常做成双蛇环绕型,再加入冷凝剂如干冰、丙酮来冷凝样品。
6、冷凝器底部的冷凝水收集瓶,用于再冷凝后捕获蒸馏溶剂,收集样品。
7、升降装置,一种机械或机动机构,可快速将蒸发瓶从加热浴中提起。
旋转蒸发器的发展历程
1、羊毛冷凝器
古希腊船员注意到船帆上的雾气冷凝液滴,水手们将羊毛放到加热的罐子上方获得了淡水,被后世称为羊毛冷凝器。
2、亚里士多德的研究
公元前350年古希腊时代,亚里士多德研究了蒸馏及冷凝原理,发现了自然界重要的水的循环规律,“通过蒸馏,先使水变成蒸汽继而使之变成液体状,可使海水变成可饮用的水”。
3、炼金术士的研究
公元2世纪,炼金术士们研制了的铜质蒸馏装置——“蒸馏锅”。
4、真空蒸馏的出现
17世纪,爱尔兰物理学家Robert Boyle进行了具有革命意义的真空蒸馏,证明了压力与沸点之间的关系,蒸馏速度得到了极大提升。
5、旋转起来的蒸馏瓶和商品化的旋转蒸发仪
上世纪50年代,科学家C.C.Draig与M.E.Volk分别提出了旋转烧瓶的概念,以使样品实现更好的混合和更大面积的受热。同时期诞生了的商品化的旋转蒸发仪。
6.智能化旋蒸的时代
时间推进到21世纪,人工智能的浪潮席卷。实验室的自动化进程不断推进,智能化的旋蒸成为现代实验室的标配。