Qu’est-ce qu’un évaporateur rotatif ?
Un évaporateur rotatif est un type d’unité de distillation sous vide. Les solvants peuvent être éliminés efficacement en faisant tourner la solution de l’échantillon sous une pression réduite. Parce qu’ils sont faciles à utiliser et qu’ils permettent d’éliminer une large gamme de solvants, ils sont largement utilisés dans les laboratoires de recherche tels que les universités et dans les départements de recherche et de développement des entreprises privées.
En revanche, en fonction de la température de chauffage de la solution échantillon et du degré de dépressurisation, il existe un risque d’ébullition soudaine de la solution échantillon ou de bris du verre du raccord sous l’effet du poids de la solution échantillon.
Utilisations des évaporateurs rotatifs
Les évaporateurs rotatifs sont un type d’équipement de distillation à pression réduite. Ils sont utilisés pour concentrer les composants cibles dissous dans une solution et sont fréquemment utilisés dans les laboratoires où des expériences de synthèse sont réalisées, car même les solvants ayant un point d’ébullition élevé peuvent être évaporés en augmentant le degré de dépressurisation et la température de chauffage.
La distillation à l’aide d’un évaporateur rotatif étant l’une des opérations de base des expériences de synthèse, elle est souvent utilisée dans les expériences de chimie de premier cycle ainsi que dans les laboratoires universitaires. Elle est également couramment utilisée dans les départements de recherche et de développement de diverses entreprises privées, notamment les fabricants de produits chimiques, de polymères et de textiles.
Structure et principe des évaporateurs rotatifs
Un évaporateur rotatif se compose d’un bain d’eau (ou d’huile) pour chauffer l’échantillon, d’un circulateur d’eau de refroidissement, d’une pompe de réduction de pression et d’un ballon pour recueillir le solvant condensé dans l’appareil. Lors de l’utilisation d’un évaporateur rotatif, la dépressurisation est amorcée avec un ballon de Nass en rotation contenant la solution d’échantillon fixée à l’appareil, puis le ballon est chauffé dans un bain d’eau chauffé à une température prédéterminée. Dans des conditions de pression réduite, le point d’ébullition du solvant est abaissé, de sorte que le solvant se vaporise à une température plus basse que dans des conditions atmosphériques. De plus, la rotation du ballon de Nass contenant la solution d’échantillon crée une fine pellicule dans le ballon, c’est-à-dire que la surface est augmentée, ce qui permet au solvant de s’évaporer plus efficacement.
Un circulateur d’eau de refroidissement est installé entre le ballon de Nass rempli de solution d’échantillon et la pompe de réduction de pression. La vapeur de solvant évaporée est refroidie, condensée, liquéfiée et recueillie dans un ballon de Nass de collecte de solvant installé sous le circulateur d’eau de refroidissement. La solution de l’échantillon est continuellement mise en rotation et lorsque la solution a été réduite à un certain volume de liquide, l’appareil est arrêté, la décompression est relâchée et l’échantillon est collecté.
Points à noter lors de l’utilisation de l’évaporateur rotatif
L’évaporateur rotatif est un appareil très pratique, mais il y a quelques précautions à prendre lors de son utilisation.
La première consiste à veiller à ce que la solution de l’échantillon ne boue pas. Comme indiqué ci-dessus, les évaporateurs rotatifs vaporisent l’échantillon sous une pression réduite, de sorte qu’avec des solvants à faible point d’ébullition, la solution peut bouillir rapidement et atteindre l’intérieur de l’appareil, ce qui entraîne une contamination de l’appareil et une éventuelle perte d’échantillon. Pour éviter une ébullition soudaine, il est recommandé d’utiliser des solvants à bas point d’ébullition en plus petits volumes, ou de réduire la pression à température ambiante sans chauffer dans un bain-marie, et de surveiller le niveau de liquide au début.
Deuxièmement, il faut veiller à ne pas endommager l’appareil. Lors de la fixation du ballon de Nass contenant la solution d’échantillon à l’appareil, une charge importante est appliquée au col de la fiole. Par conséquent, les fioles présentant de petites rayures ou un blanc trouble peuvent se briser au niveau du col lorsqu’elles sont montées, ce qui entraîne des accidents inattendus. Pour éviter de tels accidents, il est nécessaire de vérifier visuellement l’absence de défauts avant de monter l’évaporateur rotatif et de réduire la charge elle-même en réduisant le volume de la solution d’échantillon.
Nettoyage de l’évaporateur rotatif
L’évaporateur rotatif peut être nettoyé si le degré de dépressurisation a diminué après une utilisation prolongée ou si l’intérieur de l’appareil a été contaminé en raison d’une ébullition soudaine. L’équipement peut être démonté au niveau des joints. Il est toutefois conseillé de porter des gants antidérapants et d’être au moins deux à travailler sur l’évaporateur pendant le démontage, car les grandes pièces en verre telles que la section de circulation de l’eau de refroidissement sont lourdes et faciles à casser. Après le démontage de l’évaporateur, chaque composant doit être nettoyé ou remplacé. Si le vide a baissé, le joint de vide doit également être remplacé ou graissé. Dans certains cas, il est possible de ne pas appliquer de graisse si l’échantillon doit être manipulé afin d’éviter toute contamination.