Ein Rotationsverdampfer, auch Rotationsverdampfer genannt, ist ein gängiges Laborgerät, das hauptsächlich aus Motoren, Destillationsflaschen, Heiztöpfen, Kondensatorrohren und anderen Teilen besteht.

Die Entwicklungsgeschichte des Rotationsverdampfers

1. Wollkondensator

Im antiken Griechenland bemerkten Seefahrer, dass sich auf den Segeln Nebelkondensationstropfen bildeten. Um frisches Wasser zu erhalten, legten sie Wolle über erhitzte Krüge. Dieser Vorgang wurde später als Wollkondensator bezeichnet.

2. Aristoteles‘ Forschung

Im antiken Griechenland, im Jahr 350 v. Chr., untersuchte Aristoteles die Prinzipien der Destillation und Kondensation und entdeckte das wichtige Kreislaufgesetz des Wassers in der Natur. Meerwasser wird zu Trinkwasser.“

3. Die Forschung der Alchemisten

Im 2. Jahrhundert n. Chr. entwickelten Alchemisten den ersten Destillationsapparat aus Kupfer – den „Destilliertopf“.

4. Die Entstehung der Vakuumdestillation

Im 17. Jahrhundert führte der irische Physiker Robert Boyle* die revolutionäre Vakuumdestillation durch, die den Zusammenhang zwischen Druck und Siedepunkt bewies und die Destillationsgeschwindigkeit erheblich verbesserte.

5. Rotierende Destillationskolben und kommerzielle Rotationsverdampfer

In den 1950er Jahren schlugen die Wissenschaftler CCDraig und MEVolk das Konzept rotierender Kolben vor, um eine bessere Durchmischung und großflächige Erwärmung der Proben zu erreichen. Gleichzeitig entstand der erste kommerzielle Rotationsverdampfer.

6. Die Ära des intelligenten Rotationsdampfens

Im 21. Jahrhundert ist die künstliche Intelligenz auf dem Vormarsch. Der Automatisierungsprozess im Labor schreitet stetig voran und die intelligente Rotationsverdampfung ist zur Standardkonfiguration moderner Labore geworden.

Vor- und Nachteile des Rotationsverdampfers

Vorteile

1. Alle Rotationsverdampfer verfügen über einen eingebauten Hubmotor, der den Kolben beim Ausschalten automatisch in die Position über dem Heiztopf heben kann.

2. Aufgrund der Zentripetalkraft und Reibung zwischen der Flüssigkeitsprobe und der Verdampfungsflasche bildet die Flüssigkeitsprobe einen Flüssigkeitsfilm auf der Innenfläche der Verdampfungsflasche und die Heizfläche ist groß.

3. Die durch die Rotation der Probe erzeugte Kraft verhindert wirksam das Sieden der Probe. Dank dieser Eigenschaften und ihres praktischen Nutzens können moderne Rotationsverdampfer die meisten Proben schnell und schonend destillieren, selbst von unerfahrenen Anwendern.

Nachteile

Das Kochen bestimmter Proben, wie z. B. Ethanol und Wasser, führt zum Verlust der vom Experimentator gesammelten Proben. Im Betrieb kann das Kochen in der Regel durch sorgfältiges Einstellen der Arbeitsintensität der Vakuumpumpe oder der Temperatur des Heiztopfs während der Mischphase des Destillationsprozesses verhindert werden.

Oder durch Zugabe von Antisiedepartikeln zur Probe. Für besonders schwer destillierbare Proben, darunter auch solche, die zur Schaumbildung neigen, kann der Rotationsverdampfer zusätzlich mit speziellen Kühlerrohren ausgestattet werden.

So wählen Sie einen Rotationsverdampfer aus

Vor dem Kauf eines Rotationsverdampfers müssen einige Fragen geklärt werden, z. B. die Destillationsmenge pro Tag, die ungefähre Anzahl der zu destillierenden Proben pro Tag, die voraussichtlich zu destillierenden Lösungsmittel, der ungefähre Siedepunktbereich der Lösungsmittel und ob diese brennbar, explosiv oder giftig bzw. gesundheitsschädlich sind. Nachdem Sie die experimentellen Anforderungen und die Art des zu destillierenden Lösungsmittels festgelegt haben, können Sie mit dem Kauf eines Rotationsverdampfers beginnen.

1. Klären Sie die Spezifikationen des Rotationsverdampfers

Die Spezifikationen eines Rotationsverdampfers unterscheiden sich üblicherweise durch das Volumen des Verdampferkolbens. Die benötigte Größe des Verdampferkolbens hängt von der zu verdampfenden Materialmenge ab. Generell eignen sich Rotationsverdampfer mit 2, 3 und 5 Litern Fassungsvermögen für kleine Laborexperimente; 5, 10 und 20 Liter eignen sich für Pilotversuche; 20 und 50 Liter eignen sich für Pilotversuche und die Produktion. Unter besonderen Umständen kann das Volumen des Verdampferkolbens natürlich auch durch eine kontinuierliche Zuleitung erweitert werden, wodurch das Volumen einer kontinuierlichen Destillation bis zu einem gewissen Grad erweitert wird.

2. Klären Sie die Destillationsaufgaben, die der Rotationsverdampfer erfüllen muss

2.1. Destillationseffizienz

Die Destillationseffizienz des Rotationsverdampfers bestimmt die Anzahl der Proben, die pro Tag destilliert werden können. Bei gleichem Lösungsmittel gilt: Je höher die Destillationseffizienz, desto größer die Anzahl der zu destillierenden Proben. Bei großen Probenvolumina muss beim Kauf eines Rotationsverdampfers besonders auf die Destillationseffizienz geachtet werden.

2.2. Sicherheitsrisikobewertung

Das Sicherheitsrisiko bei der Destillation geht hauptsächlich vom Lösungsmittel und Heizmedium der Destillation aus.

1) Wenn das Heizmedium Silikonöl ist, sollte der Zündpunkt mindestens 25 °C höher sein als die Höchsttemperatur des Heiztopfs.

2) Wenn das Destillationslösungsmittel brennbare und explosive Eigenschaften aufweist, kann die explosionsgeschützte Glaskomponente verwendet werden. Nach Abschluss der Destillation ist es gut, wenn das Gerät automatisch entleert werden kann, um ein zu schnelles manuelles Entleeren und damit eine Explosion zu vermeiden.

3) Zur Optimierung der Laborumgebung kann ein sekundäres Kondensationsgerät ausgewählt werden, um die Rückgewinnung des Destillationslösungsmittels zu maximieren.