پژوهش کتاب تفاوت روتاری اواپراتور صنعتی و آزمایشگاهی چیست - پژوهش کتاب

روتاری اواپراتور (Rotary Evaporator) یک دستگاه مهم و اساسی در آزمایشگاه های شیمی، دارویی، صنایع غذایی، نفت و پتروشیمی است. روتاری اوپراتور جهت جدا کردن حلال از نمونه مورد نظر به کار می رود. این خارج کردن حلال از طریق تبخیر در خلا یا فشار بسیار پایین پیش می رود به طوری که در پایان کار با اطمینان می توان گفت تمام حلال تبخیر شده و نمونه شما به صورت خالص در بالن باقی می ماند و حتی می توان مجددا از حلال تقطیر شده استفاده کرد.

نقش حلال ها در آزمایش ها و اهمیت تقطیر آن ها

این موضوع غیر قابل انکار است که تقریبا تمام واکنش های شیمیایی به جز تعداد ناچیزی از واکنش ها برای پیشرفت نیاز به حلال دارند. هر چند محققان تلاش های بسیاری در جهت این پیشبرد واکنش های شیمیایی بدون حلال کرده اند، همچنان در آزمایشگاه ها انواع حلال ها با خاصیت های متفاوت از جمله قطبی یا غیر قطبی بودن و پروتیک یا آپروتیک بودن، نیاز اساسی است. در پایان واکنش های شیمیایی نیز باید محصول به دست آمده به صورت خالص از حلال جدا سازی شود (اصطلاحا به مجموعه اقداماتی که پس از پایان واکنش انجام می شود، ورک آپ work up گفته می شود).

به علاوه استفاده کمتر از حلال ها و جایگزین کردن آن ها با حلال های سبز مثل آب از قواعد شیمی سبز است که در راستای حفظ محیط زیست است. اما گاهی مواقع لازم است حتی در جهت شست و شو از حلال هایی مثل استون و متانول استفاده استفاده کرد. این نوع حلال ها را با تقطیر می توان مجددا وارد چرخه استفاده به عنوان شست و شو دهنده کرد که این عمل از لحاظ صرفه اقتصادی و کاهش استفاده از مواد خطر زا برای محیط، کاملا مناسب است.

نقطه جوش حلال ها رنج های دمایی مختلفی را تشکیل می دهند. برخی از حلال ها نقطه جوش پایینی دارند و در محیط به سرعت تبخیر می شوند مانند اتانول، در صورتی که برخی دیگر نقطه جوش های بسیار بالا دارند مانند دی متیل سولفواکساید یا DMSO که در دمای محیط تبخیر نمی شوند و بوی ناخوشایندی نیز دارند. لذا لازم است جهت جدا سازی حلال ها از سیستم کارآمدی بهره برد تا علاوه بر سرعت مناسب از تبخیر شدن حلال هم اطمینان کافی داشته باشیم.

تاریخچه ساخت روتاری اواپراتور

سیستمی که امروز به این منظور استفاده می شود، دستگاه روتاری اواپراتور است. دستگاه روتاری اواپراتور بر اساس تقطیر در خلا ساخته شده است.

جالب است بدانید ۳۵۰۰ سال قبل از میلاد حضرت مسیح ایرانیان نخستین بار تقطیر را برای تولید گلاب اختراع می کنند. روش تقطیر به سرعت در سراسر اروپا، شمال آفریقا و آسیا گسترش یافت. فرآیند تقطیر برای تولید اسانس، نمک زدایی آب دریا و برای کیمیاگری مورد استفاده قرار گرفت.

در قرن دوم میلادی، کیمیاگری گسترش یافت و انسان ها به دنبال ماده نخستین و تبدیل آن به طلا بودند. در این بین فناوری تقطیر را توسعه دادند به طوری که همچنان از مبرد و حمام آب گرم در فرایند تقطیر استفاده می شود.

در قرن ۱۷ و ۱۸ میلادی تمرکز بر بهبود فناوری تقطیر موجود بود. تجهیزات تقطیر عایق بندی شدند، دستگاه به طور فزاینده ای از شیشه ساخته شد تا فلز، فرآیند تقطیر مداوم معرفی شد و از آب به عنوان خنک کننده استفاده شد. فرآیند تقطیر بخار نیز در این زمان کشف شد. در پایان قرن هفدهم، فیزیکدان ایرلندی رابرت بویل (۱۶۲۷-۱۶۹۱) اولین تقطیر خلاء را انجام داد.

در ادامه و در قرن ۱۹ میلادی، اولین ستون های یکسو کننده برای امکان تقطیر چند مرحله ای اختراع شد. با ورود شیمی آلی، تجهیزات تقطیر جدید به طور خاص برای نیازهای آزمایشگاه طراحی شد. مشارکت مالی صنعت الکل در فرانسه باعث توسعه سریع در مقیاس بزرگ صنعتی نیز شد. اختراع تنظیم کننده فشار و بهبود پمپ ها نیز امکان استفاده مستقیم تر از خلاء را فراهم کرد.

مقالات منتشر شده از درایگ (۱۹۵۰) و وولک (۱۹۵۵) اصل عملکرد روتاری اواپراتور را اولین بار نشان داد. این فرآیند سرعت انتقال حرارت به مراتب بهتری نسبت به فرآیند فلاسک دارد که باعث صرفه جویی در محصول و افزایش خروجی می شود.

و در نهایت در سال ۱۹۵۷ بوچی اولین محصول تجاری روتاری اواپراتور را عرضه کرد.

روتاری اواپراتور از چه اجزایی تشکیل شده است؟

به طور کلی هر دستگاه روتاری اواپراتور از چند قسمت اصلی شامل حمام آب گرم، فلاسک تبخیر، مبرد، فلاسک جمع کننده حلال، پمپ خلا، پیچ بالا و پایین آورنده فلاسک تبخیر، مانیتور کنترل دما ، فشار، تعداد دور چرخش و موتور تشکیل شده است که با توجه به شرکت تولید کننده می تواند هر کدام از این قسمت ها کمی تفاوت دیده شود.

روتاری اواپراتور صنعتی، نیمه صنعتی و آزمایشگاهی

شرکت های بسیاری در دنیا روتاری اواپراتور را در حجم های مختلف تولید می کنند. معمولا تا حجم ۶لیتر مناسب فضای آزمایشگاه ها و رومیزی هستند. اما در صنایع و پایلوت نیز که مقیاس ها بالا هستند و به چندین کیلو گرم می رسند، روتاری اواپراتور کاربرد دارد. حجم های تا حدود۲۰ لیتر با نام نیمه صنعتی و حجم های بالاتر تا ۱۰۰ لیتر با نام روتاری اواپراتور صنعتی به فروش می رسند.

کاربرد های معمول روتاری اواپراتور های صنعتی شامل تقطیر، تغلیظ، بازیافت حلال، خشک کردن، کریستالیزاسیون (ریکریستاله کردن) و تقطیر رفلاکس است.

این سیستم ها به جهت این که حجم بیشتری را پوشش می دهند، نسبت به نوع آزمایشگاهی و رومیزی مناسب سازی شده اند. جنبه هایی مانند ایمنی، راحتی و صرفه جویی در هزینه به طور قابل توجهی در طول توسعه اواپراتور های مقیاس بزرگ در نظر گرفته شده است.

به عنوان مثال سیستم خلا کاملا مناسب و چیلر های چرخشی برای خنک نگه داشتن کندانسور ها (مبرد) تعبیه شده است. سنسور های دمایی ویژه در صورت بروز هر گونه گرمای کنترل نشده، حمام را خاموش می کند. سیستم پر کردن خودکار حمام آب امکان استفاده از دستگاه را در مدت زمان طولانی را فراهم می کند. ماژول خودکار امکان فعالیت مداوم فرآیند تقطیر حلال را در طول شب و آخر هفته فراهم می کند. این سیستم ها طوری طراحی شده اند که فلاسک های تبخیر بزرگ و سنگین در عملکرد کاربران اختلالی ایجاد نکند و خارج کردن فلاسک به راحتی انجام شود. در صورت استفاده از فشار پایین و خلا، سرعت تبخیر حلال بسیار بالا می رود. در نهایت شما می توانید با انتخاب این سیستم ها با ایمنی بالا فرایند تقطیر را انجام دهید.

 

 

به این پست امتیاز دهید.
بازدید : 174 views بار دسته بندی : ریپورتاژ تاريخ : 15 ژانویه 2022 به اشتراک بگذارید :
دیدگاه کاربران
    • دیدگاه ارسال شده توسط شما ، پس از تایید توسط مدیران سایت منتشر خواهد شد.
    • دیدگاهی که به غیر از زبان فارسی یا غیر مرتبط با مطلب باشد منتشر نخواهد شد.