Büchi – tehokkaat laitteet näytteenkäsittelyyn

Pyöröhaihduttimia käytetään usein laboratoriossa ja tuotannossa näytteen käsittelyssä, konsentroinnissa ja puhdistuksessa. Prosessiin liittyy kuitenkin monia asioita, joita tulee huomioida optimaalisen lopputuloksen saavuttamiseksi. Tekstissä kuvataan tuotantomittakaavan toimintoja ja laitteita, mutta samat toiminnot koskevat myös laboratorion rotavaporeita, joten tekstiin kannattaa perehtyä toimenkuvastasi riippumatta.

Rotavaporin hankinnassa laitteen kokoonpanoon vaikuttavat erityisesti näytteen luonne, paljonko näytettä on ja onko liuottimessa jotain erityistä huomioitavaa. Jokainen ratkaisu kootaan asiakkaan tarpeiden mukaan. 

Tärkeimmät eroavaisuudet teollisuusrotavaporeiden välillä tulevat seuraavista asioista: sijoitetaanko laitteisto EX-tilaan, onko näytemäärä suurempi kuin 12 litraa, liuottimen mahdollinen alhainen kiehumispiste (alle 50 °C), millainen kondensori tarvitaan (millainen menetelmä), onko tilassa korkeusrajoitteita sekä tarvitseeko keruukolvia tyhjentää prosessin aikana. 

Pyöröhaihduttimien haihdutuskolveja on kahta maksimikokoa, 20 litraa tai 50 litraa. Nämä määrittävät osaltaan rotavaporin mallin. Isommassa mallissa on se hyvä puoli, että 20 litran kolvi sopii myös, toisinpäin ei onnistu. Keruukolveja voi olla yksi tai kaksi. Kaksi keruukolvia on mainio ratkaisu, jos tarvitsee tislata jatkuvana prosessina tai erottaa kaksi eri kiehumispisteen omaavaa liuotinta toisistaan.

Turvallisuusominaisuuksista puhuttaessa, teollisuusrotavaporien lasiosat ovat muovipäällystettyä lasia, pois lukien haihdutuskolvi. Muovipäällyste varmistaa, jos lasiosa jostain syystä hajoaa, sirpaleet eivät leviä ympäriinsä ja myös näyte pysyy muoviosien sisällä. Haihdutuskolvi on ilman päällystettä, koska muovipäällyste ei kestä korkeita lämpötiloja, joita teollisuusrotavaporeilla tehtävissä haihdutuksissa usein tarvitaan. Teollisuusrotavapori kokonaisuudet toimitetaan kahdella näytöllä, joista I-300Pro voidaan tarvittaessa siirtää vetokaapin ulkopuolelle ja sillä voidaan turvallisesti ohjailla kaikkia prosessin parametrejä luukun ollessa kiinni.

Teollisuusrotavapor-kokonaisuuksissa pumppu ja kierrättävä jäähdytin ovat lisävarusteita, mutta tärkeitä onnistuneen haihdutusprosessin aikaansaamiseksi. Pumpun ja chillerin lisäksi lisävarusteita on mittava valikoima, joista erittäin hyödyllinen on vaahdontunnistussensori, joka estää näytteen menemästä sille kuulumattomaan paikkaan. Toinen erittäin hyödyllinen lisävaruste on kolvien siirtelyä helpottava manuaalinen nostotyökalu.

Haihdutusprosessin optimointi

Teollisuusmittakaavan haihdutusprosessin optimointi perustuu lämpötilaeroihin. On tärkeä tietää haihdutettavan liuottimen ominaisuudet, missä paineessa se lähtee höyrystymään ja haihtumaan, lisäksi on hyvä pitää mielessä, kuohuuko näyte helposti.

Haihdutuskolvia suositellaan käytettävän maksimipyöritysnopeudella, jotta näyte haihtuu tasaisesti ja hauteessa oleva lämmitykseen käytettävä neste vaikuttaa kolviin ulkopuolelta tasaisesti. Jos tarkoituksena on kuivata näyte pulveriksi asti tai näyte on viskoosia, pyöritysnopeus suositellaan pidettävän rauhallisena.

Tärkeimmät asiat, mitä prosessin optimointia ajatellen tulee huomioida, ovat lämpötilaero höyryn ja jäädytysnesteen välillä sekä riittävä jäähdytysvirtaus. Optimaalisimmillaan altaan ja liuottimen höyryn lämpötilaeron tulisi olla 35–40 °C ja vastaavasti höyryn ja jäähdytysnesteen lämpötilaeron tulisi olla vähintään 10 °C, mielellään 20 °C. Lisäksi pitää huomioida, että jäähdytysvesikierto virtaa tarpeeksi. Jäähdytysnesteen pitäisi olla vähintään 5 °C kylmempää kuin höyryn lämpötilan virratessaan ulos kondensorilta.

Riittämätön jäähdytys hidastaa prosessia ja sen seurauksena liuotinhöyryjä voi vapautua labratilaan.

Büchin pyöröhaihduttimiin saa monipuolisesti lisäosia 

Vakuumipumppu on tärkein lisäosa teollisuusrotavaporille. Ilman pumppua ei saada vakuumia aikaan ja haihduttamista voidaan verrata keittämiseen, jolloin prosessi etenee todella hitaasti tai ei ollenkaan. Vakuumipumppuja on tarjolla kaksi mallia, V-600 tai MD4C EX (kipinäsuojattu, EX-tiloihin). 

Kierrättävä jäähdytin eli chilleri on pumpun ohella tarpeellinen osa haihdutusprosessia. Riittävä jäähdytysnestekierto on tärkeä onnistuneen haihdutuksen osalta. Kierrättävän jäähdyttimen avulla voidaan säätää jäähdytysaineen lämpötila haluttuun sekä säästetään vettä.

Suurien kolvien siirtely käsin nostaen / kantaen ei ole ergonomista eikä työturvallista. Sitä varten on manuaalinen nostotyökalu, joka on todella näppärä apu. Varsinkin, jos altaassa on lämmitysnesteenä öljyä, kolvi voi olla kuuma ja liukas. Vaikka koko kompleksia joutuisi nostamaan, kolvi pysyy kyydissä helposti, eikä haittaa, vaikka se olisi lämmin ja/tai öljyhauteesta nostettu.

Vaahdontunnistinsensori on helpottava lisäosa, joka vahtii prosessia käyttäjän puolesta. Joissain tapauksissa liuottimilla on taipumuksena kuohua. Sensori tunnistaa kuplat ja laskee ilmaa systeemiin ennen kuin näyte karkaa liian pitkälle haihdutuskolvista.

Autodest-sensorin avulla laitteisto voidaan jättää tislaamaan itsekseen. Sensori mittaa jäähdytysvesikierron saapuvan ja lähtevän nesteen lämpötilaa sekä höyryn lämpötilaa. 

Pinnankorkeusanturia voidaan käyttää apuna, jos prosessia ei ole muuten tarpeen vahtia vieressä. Pinnankorkeusanturi voidaan laittaa keruukolvin ympärille ja se ilmoittaa käyttäjälle, kun tietty nestepinnankorkeus on saavutettu ja prosessi kaipaa huomiota.

Mikäli on tarve hankkia uusi laite tai parantaa nykyistä prosessia, ota yhteyttä gwb@gwb.fi