Was ist ein Rotationsverdampfer?
Rotationsverdampfer sind eine Art von Destillationssystemen mit reduziertem Druck. Durch Rotation der Probenlösung unter vermindertem Druck können Lösungsmittel effizient entfernt werden. Da sie einfach zu bedienen sind und ein breites Spektrum an Lösungsmitteln entfernen können, sind sie in Forschungslabors wie Universitäten und in Forschungs- und Entwicklungsabteilungen von Privatunternehmen weit verbreitet.
Andererseits besteht je nach Erhitzungstemperatur der Probelösung und dem Grad der Druckentlastung die Gefahr, dass die Probelösung plötzlich kocht oder dass das Gewicht der Probelösung das Glas im Anschluss zerbrechen kann.
Anwendungen von Rotationsverdampfern
Rotationsverdampfer sind eine Art von Destillationsapparatur mit reduziertem Druck. Sie dienen der Aufkonzentrierung von in Lösung befindlichen Zielkomponenten und werden häufig in Laboratorien eingesetzt, in denen Syntheseexperimente durchgeführt werden, da selbst Lösungsmittel mit hohem Siedepunkt durch Erhöhung des Druckabfalls und der Heiztemperatur verdampft werden können.
Da die Destillation mit einem Rotationsverdampfer zu den grundlegenden Vorgängen bei Syntheseexperimenten gehört, wird sie häufig bei Experimenten im Grundstudium der Chemie und in Universitätslabors eingesetzt. Auch in den Forschungs- und Entwicklungsabteilungen verschiedener Privatunternehmen, darunter Chemie-, Polymer- und Textilhersteller, wird er routinemäßig eingesetzt.
Aufbau und Funktionsweise von Rotationsverdampfern
Ein Rotationsverdampfer besteht aus einem Wasserbad (oder Ölbad) zum Erhitzen der Probe, einem Kühlwasserumlauf, einer Druckminderungspumpe und einem Kolben zum Auffangen des im Gerät kondensierten Lösungsmittels. Bei der Verwendung eines Rotationsverdampfers wird der Druckabbau mit einem rotierenden Nasskolben, der die Probenlösung enthält und an das Gerät angeschlossen ist, eingeleitet und der Kolben anschließend in einem auf eine bestimmte Temperatur aufgeheizten Wasserbad erhitzt. Unter den Bedingungen des verminderten Drucks wird der Siedepunkt des Lösungsmittels herabgesetzt, so dass das Lösungsmittel bei einer niedrigeren Temperatur verdampft als unter atmosphärischen Bedingungen. Außerdem wird durch die Rotation des Nasskolbens mit der Probenlösung ein dünner Film im Kolben erzeugt, d. h. die Oberfläche wird vergrößert, wodurch das Lösungsmittel effizienter verdampfen kann.
Zwischen dem mit Probelösung gefüllten Nasskolben und der Dekompressionspumpe ist ein Kühlwasserumlauf installiert, und der verdampfte Lösungsmitteldampf wird gekühlt, kondensiert, verflüssigt und in einem unterhalb des Kühlwasserumlaufs installierten Nasskolben zum Auffangen des Lösungsmittels aufgefangen. Die Probenlösung wird in Rotation gehalten, und wenn die Lösung auf ein bestimmtes Flüssigkeitsvolumen reduziert ist, wird das Gerät angehalten, die Dekompression aufgehoben und die Probe gesammelt.
Zu beachtende Punkte bei der Anwendung des Rotationsverdampfers
Der Rotationsverdampfer ist ein sehr praktisches Gerät, bei dessen Anwendung jedoch einige Vorsichtsmaßnahmen zu beachten sind.
Zunächst ist darauf zu achten, dass die Probenlösung nicht kocht. Wie bereits erwähnt, verdampfen Rotationsverdampfer die Probe unter vermindertem Druck. Bei Lösungsmitteln mit niedrigem Siedepunkt kann die Lösung schnell sieden und in das Innere des Geräts gelangen, was zu einer Verunreinigung des Geräts und möglicherweise zum Verlust der Probe führt. Bei der Verwendung von Lösungsmitteln mit niedrigem Siedepunkt empfiehlt es sich, eine kleinere Flüssigkeitsmenge zu verwenden, um ein plötzliches Sieden zu verhindern, oder den Druck bei Raumtemperatur ohne Erhitzen in einem Wasserbad zu verringern und den Flüssigkeitsstand zunächst im Auge zu behalten.
Zweitens: Achten Sie darauf, die Apparatur nicht zu beschädigen. Beim Aufsetzen des Nasenkolbens mit der Probenlösung auf die Apparatur wird eine große Last auf den Hals des Kolbens ausgeübt. Daher können Kolben mit kleinen Kratzern oder trübem Weiß beim Anbringen am Hals brechen, was zu unerwarteten Unfällen führen kann. Um solche Unfälle zu vermeiden, ist es notwendig, den Rotationsverdampfer vor der Montage visuell auf Fehler zu überprüfen und die Belastung selbst zu reduzieren, indem das Volumen der Probenlösung verringert wird.
Reinigung des Rotationsverdampfers
Der Rotationsverdampfer kann gereinigt werden, wenn der Grad der Druckentlastung nach längerem Gebrauch nachgelassen hat oder wenn das Innere des Geräts durch plötzliches Sieden verunreinigt worden ist. Das Gerät kann an den Verbindungsstellen demontiert werden. Es ist jedoch ratsam, bei der Demontage rutschfeste Handschuhe zu tragen und mindestens zwei Personen am Verdampfer arbeiten zu lassen, da große Glasteile wie der Kühlwasserkreislauf schwer sind und leicht brechen. Nach der Demontage des Verdampfers sollte jedes Teil gereinigt oder ersetzt werden. Wenn das Vakuum abgefallen ist, sollte auch die Vakuumdichtung ersetzt oder eingefettet werden. In einigen Fällen darf kein Fett aufgetragen werden, wenn die Probe gehandhabt werden soll, um eine Kontamination zu vermeiden.