「解析」真空離心濃縮中，為何說不是壓力越低蒸發(fā)速率越快？

對于濃縮來說，在實(shí)驗(yàn)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(tǒng)的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)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(yīng)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(shù)，它結(jié)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(fā)。對比傳統(tǒng)的濃縮方式旋蒸和氮吹來說，它有著多種優(yōu)點(diǎn)：高通量、防暴沸、低溫下濃縮等，在生命科學(xué)、食品、環(huán)境檢測、分子生物學(xué)等有著廣泛用途。

——Genevac產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)

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(fā)速率越快？

我們都知道，溶液的沸點(diǎn)，它隨著壓力的降低而降低。

當(dāng)腔體內(nèi)加熱溫度大于溶液沸點(diǎn)時(shí)，蒸發(fā)即開始。以DMF溶劑為例，當(dāng)在8mbar的條件下時(shí)沸點(diǎn)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(jī)溶劑，那么整個(gè)系統(tǒng)就能處理DMF這種溶劑。如果在把壓力降到足夠低呢，這樣產(chǎn)生的溫度差越大，是不是蒸發(fā)速率越快？在蒸發(fā)方面我們可以去這樣理解，但要考慮“最佳蒸發(fā)方法”：除了要保證所蒸發(fā)樣品的安全性之外，還能達(dá)到最快的蒸發(fā)速度。

對于蒸發(fā)速度主要有兩個(gè)起決定性因素的條件：

●   蒸發(fā)時(shí)的壓力；

●   冷凝器的冷凝能力。

蒸發(fā)時(shí)的壓力和冷凝器的冷凝能力在達(dá)到平衡時(shí)才能保證蒸發(fā)速度，否則真空度和差的冷凝能力也不能保證蒸發(fā)的效果。

舉例說明

例如：蒸發(fā)200ml的甲醇（Methanol）溶劑（如上圖1mbar壓力條件下甲醇的沸點(diǎn)/冷凝點(diǎn)為-50℃），200ml甲醇為4.9mol，根據(jù)1mol物質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積為22.4L，那么200ml甲醇在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積為109.7升，根據(jù)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(shí)需要一個(gè)冷凝器的溫度在滿負(fù)荷工作的條件下也能低于-50℃，才能將-50℃的甲醇蒸氣冷凝變?yōu)橐后w的甲醇。否則，即使使用抽速為83L/min的泵，也需要約22個(gè)小時(shí)，才能將這200ml甲醇蒸干。

結(jié)論

由于很多蒸發(fā)系統(tǒng)的冷凝器都不能達(dá)到這么低的溫度，因此，在蒸發(fā)甲醇的時(shí)候，選擇非常低的壓力條件1mbar，并不是最佳的蒸發(fā)條件。如果選擇蒸發(fā)壓力為8mbar，此時(shí)甲醇的沸點(diǎn)/冷凝點(diǎn)為-20℃，-20℃是一個(gè)比較容易達(dá)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(fā)速度。

所以說并不是壓力越低，蒸發(fā)速度越快，蒸發(fā)速度與冷凝器的能力有非常大的關(guān)系。

有什么辦法同時(shí)兼顧蒸發(fā)條件和效率？

Genevac溶劑蒸發(fā)產(chǎn)品

英國Genevac EZ-2、Rocket、HT系統(tǒng)內(nèi)置了不同沸點(diǎn)范圍下的溶劑的不同的蒸發(fā)壓力條件，保證每一種溶劑都在最佳的蒸發(fā)條件下進(jìn)行蒸發(fā)，而不需要用戶對這些條件進(jìn)行摸索。歡迎來詢

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Genevac

ATS集團(tuán)是德祥集團(tuán)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(chǎn)各種離心蒸發(fā)濃縮設(shè)備，其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)、制藥、化學(xué)、分析等領(lǐng)域。

德祥科技

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