Máy cô quay chân không là gì?
Máy cô quay chân không được sử dụng thường xuyên trong phòng thí nghiệm với mục đích loại bỏ các dung môi bằng phương pháp bay hơi. Hệ thống cô quay được phát minh vào năm 1975 bởi nhà nghiên cứu khoa học Lyman C. Craig
Thiết bị gồm có bình thắt cô quay bay hơi làm tăng diện tích bể ổn nhiệt đới khi hút chân không với mục đích đun nóng hay bay hơi và thu hồi sản phẩm tách chiết. Trong các thí nghiệm hóa học và công nghiệp máy cô quay thường có dung tích từ vài chục lít.Máy cô quay chân không là một thiết bị cô quay, làm nóng, bay hơi để thu hồi sản phẩm tách chiết.
Trong quá trình trích ly và phân lập các hợp chất, đặc biệt là hợp chất thiên nhiên chúng ta cần phải loại bỏ dung môi sau trích ly. Tuy nhiên khi loại bỏ dung môi bằng phương pháp gia nhiệt ở nhiệt độ cao sẽ làm cho các hợp chất cô lập bị phân hủy. Do đó cần một phương pháp loại bỏ dung môi ở nhiệt độ thấp. Một trong các phương pháp hiệu quả là sử dụng máy cô quay chân không.
Cấu tạo của máy cô quay chân không
- Hệ thống máy bao gồm các bộ phận chính như:
- Bơm hút chân không
- Motor giúp bình chứa mẫu dung dịch quay
- Hệ thống sinh hàn
- Bể gia nhiệt
- Ống dẫn hơi nước và ống dẫn chân không
- Bình cầu thu dung môi
- Bình cầu chứa mẫu dung dịch
- Bảng điều khiển
Các bộ phần này kết hợp với nhau tạo thành máy cô quay chân không, giúp cho thiết bị thực hiện các chức năng loại bỏ dung môi trong hỗn hợp bằng phương pháp bay hơi.
Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý hoạt động dựa vào nguyên tắc thay đổi nhiệt độ sôi khi thay đổi áp suất. Nếu độ sôi của chất lỏng được tăng thì điều đó có nghĩa là áp suất cũng tăng.
Sau khi khởi động thiết bị, bình chứa mẫu dung dịch được đặt ngập trong bể gia nhiệt và chất lỏng trong đó sẽ tăng đến mức nhiệt độ cần thiết và bơm hút chân không thực hiện hút không khí khiến bình bị giảm áp suất.
Khi áp suất của bình hạ khiến nhiệt độ sôi của dung dịch giảm. Khi nhiệt độ sôi thấp hơn nhiệt độ bể chứa, dung dịch sẽ sôi lên. Để nhiệt độ được phân bố đều và hạn chế hiện tượng bị tập trung cục bộ vào một vị trí, trong khi vận hành thì bình chứa mẫu sẽ luôn quay tròn đều nhằm gia tăng tối đa diện tích tiếp xúc.
Trong suốt thời gian thực hiện, bình mà chứa đựng chất dung dịch sẽ luôn quay tròn giúp tăng diện tích tiếp xúc dung dịch và nguồn nhiệt, làm phân bố đều hơn, tránh các trường hợp chỉ tập trung vào một chỗ
Dung môi cô đặc sẽ được chuyển đến bình chứa mẫu ở phía bên trái thiết bị.
Cách sử dụng máy cô quay chân không
Máy cô quay chân không là một trong những thiết bị có cấu tạo đơn giản nhưng có một vài điểm khiến người sử dụng nên lưu ý để đảm bảo hiệu quả tốt nhất và an toàn khi sử dụng.
Cách thức sử dụng máy cô quay chân không như sau:
Bước 1: Kiểm tra tổng quát toàn bộ các bộ phận của máy trước khi vận hành gồm: đường nước lạnh của ống sinh hàn, dung dịch bể gia nhiệt, bình thu nồi, chân không, dung dịch bể gia nhiệt, đường điện,…đảm bảo các bộ phận hoàn toàn bình thường không có các dấu hiệu như nứt vỡ bình thì mới tiến hành khởi động máy.
Bước 2: Nên sử dụng bộ điều chuẩn để nâng thiết bị đến vị trí phù hợp
Bước 3: Tiến hành lắp bình chứa dung dịch mẫu
Bước 4: Hạ thấp vị trí để bình chứa mẫu ngập vào bình gia nhiệt với thể tích tiếp xúc là ⅓
Bước 5: Điều chỉnh hệ thống làm mát đi qua ống sinh hàn
Bước 6: Khởi động hệ thống chân không và motor để quay bình chứa mẫu và bể gia nhiệt
Bước 7: Chú ý quan sát trong lúc máy đang vận hành cho đến kết thúc nếu phát hiện bất thường thì khắc phục ngay
Bước 8: Vệ sinh máy, cất giữ và bảo quản đúng nơi quy định
Quy định về an toàn khi sử dụng máy
Vì đây là thiết bị hoạt động theo nguyên tắc bay hơi nên mọi người cần chú ý nếu không muốn xảy ra sự cố. Muốn sử dụng máy cô quay chân không an toàn cần lưu ý các đặc điểm sau:
- Bình thủy tinh trong máy cô quay chân không có nguy cơ phát nổ do nhiệt độ cao nếu như bình bị nứt vỡ mà không được kiểm tra và thay thế kịp thời.
- Không nên tiến hành với những tạp chất không ổn định bởi sẽ ẩn chứa nhiều nguy cơ phát nổ. Các hợp chất cần tránh: ete chứa peroxit, azides hữu cơ, acetylides, hợp chất nitơ chứa nhiều năng lượng phân tử biến dạng.
- Hạn chế các dị vật như tóc, chỉ vải, quần áo,… mắc vào trục quay của thiết bị hết sức lưu ý khi tiến hành với các dung dịch phản ứng mạnh với không khí bởi những hợp chất này chỉ cần một chút sơ suất nhỏ để không khí rò rỉ vào phản ứng tương tác với các chất này sẽ phát nổ ngay.
- Trong một số phản ứng, có thể dung môi cần được giữ lại có thể cũng bị mất đi trong quá trình bay hơi này.
_Posted by Hanh Nguyen_
