电子设备大大改变了化学。正如家庭厨房现在包括机器multicookers和电水壶,让准备食物更方便,现代实验室的长凳上也开始采用专用的省力设备。
的旋转蒸发器是一种最常见和经常使用的设备在许多实验室,尤其是那些使用有机化学。app亚博体育下一代电子旋转蒸发器开始提供重要的、有形的性能优势。
通常被称为旋转蒸发,这些马匹可以去除溶剂几乎任何合成化学过程,年底再一次下面的色谱纯最终产品离开。
在大多数有机化学和制药实验室,旋转蒸发如此频繁的使用,每个实验室成员往往会有自己的机器。因为他们太频繁使用和依赖,任何创新导致更快、更节能,更方便旋转蒸发可能会有大的回报为实验室生产力和环境可持续性。
旋转蒸发基础知识
在大多数实验化学过程,溶剂在反应容器或引入净化必须被删除。对于许多溶剂,他们可以利用相对较低沸点溶剂蒸发,留下反应产品。
很长一段时间,化学家们寻求加速溶剂去除的新方法。这些历史上包括气候变暖真空的容器或应用程序降低溶剂的沸点。旋转蒸发双管齐下,同时旋转样本以减少所谓的“碰撞”——一个过热溶剂泄漏的问题的反应瓶,带着一些珍贵的反应产物。
溶剂蒸气可能含有有害物质,所以不能直接排放到环境中。旋转蒸发包括电容器单元负责冷却溶剂蒸汽和冷凝回液体收集。这个被俘,液体溶剂然后滴到接受瓶安全处理。
直到最近,旋转蒸发设计和操作的基础没有改变多少自从1957年发布第一个商用机,由瑞士公司Buchi。这些第一代旋转蒸发水的沉重的消费者,往往是那些可能记得使用它们的化学家所指出的只是十年前。
“当我做我的博士,我们使用水抽吸器和运行通过旋转蒸发冷却溶剂蒸馏、”里士满萨普昂说,加州大学的有机化学教授,伯克利,他在1995年开始了他的研究生教育。水抽吸器附加到湍急的利用,产生真空。用户也需要不断地运行通过冷凝器使自来水冷却,最终,所有的水直接倒进下水道里好。
Ecodyst的旋转蒸发器将冷凝器线圈是由一种金属,而不是传统的玻璃。冷凝器和冷却器相结合成一个单一的单位已经被证明是一个可扩展的方法。
最初的步骤之一新兴实验室可持续发展运动,开始于2000年代初,是recognizition旋转蒸发的水消费水平是不可持续的,引入备选方案是必要的。
凯瑟琳Ramirez-Aguilar,开始在博尔德的科罗拉多大学的绿色实验室项目10年前,阐述,“绿色实验室之前,我的一个主管与旋转蒸发的化学实验室,”她说。单次的水冷凝器和吸引器取代真空泵和循环冷却装置,工作注入防冻溶液通过旋转蒸发冷凝器的玻璃线圈在一个闭环系统。
其他公司、大学和研究机构选择用“冷手指”附件替换液体盘管冷凝器装满干冰,但每一个选择都有它的缺点,概述了乔治•Adjabeng仪器公司的联合创始人兼首席执行官Ecodyst成立于2014年。Adjabeng在化学实验室工作了几年,包括十年在大型的制药公司几乎每天都使用旋转蒸发。
我变得沮丧和寻找干冰。冷却装置并非一种选择,有两个原因。,他们是沉重和bulky-we不能符合我们的通风橱。其次,他们非常低效。大约需要45分钟的冷凝器到-10°C。
联合创始人兼首席执行官乔治•Adjabeng Ecodyst
这些挫折非常送入Adjabeng的工作发展一种新型的旋转蒸发。
Frustration-Free技术
Adjabeng的原型冷凝器和冷却器合并成一个单一、紧凑、高效的单位。“2015年,我把我们的第一个电容器单元在加州大学伯克利分校的实验室,”他解释说。“这台机器再也没有回来;他们喜欢它这么多买了。”
在传统的旋转蒸发冷却装置,使用制冷剂冷却water-antifreeze混合物,这是泵旋转蒸发冷凝器的玻璃线圈。主推进由Adjabeng——现在支撑着所有Ecodyst在旋转蒸发领域的创新,不仅是将冷却器和冷凝器也完全评估材料用于生产冷凝器线圈。
每个人都认为玻璃是唯一耐化学物质足够使用旋转蒸发。没有人想到制作金属线圈和涂层耐化学polyfluoromer。
联合创始人兼首席执行官乔治•Adjabeng Ecodyst
强劲的氟债券fluorine-rich聚合物,如聚四氟乙烯,也足够抵抗化学侵蚀。
电容器的保护聚合物涂层被证明是可靠的。“我们单位在行业近5年了,他们没有任何腐蚀的问题,“他说。“我认为我们已经建立了玻璃这是一个更好的选择。”
大麻产业推动转型stationary-flask旋转蒸发,有更高的能力比传统的旋转瓶的设计。
学术研究可持续发展
现在大多数大学优先考虑环境可持续性,讨论在大学实验室空间的可持续性大约从2005年开始,在大学开始追踪和记录他们的温室气体排放。
“当那些第一次温室气体库存发表,研究实验室的足迹是令人震惊,”实验室的可持续发展顾问指出艾伦多伊尔在亚特兰大,直到2018年,是加利福尼亚大学的绿色实验室项目经理,戴维斯。“实验室空间主要研究大学大学通常会占25 - 30%的面积,但60 - 70%的能源预算,”他指出。
用电设备插入电插座的实验室通常实验室总体能源消耗的一个重要因素,
任何涉及到加热是最大的能源用户,然后冻结,然后真空泵。电动机在实验室是一个小画。
艾伦•多伊尔实验室的可持续发展顾问,亚特兰大
以及他们的直接影响电力消费,在使用电器会升温,这可能建立在空间冷却气流施加额外的压力是不够的。电力设备使用越多,更多的热量辐射进房间。
因为科学家只间歇性白天使用旋转蒸发,对实验室仪器的影响的能源消费可能被认为是小的。然而,当Ramirez-Aguilar电表安装在旋转蒸发设备在整个大学,结果是一个惊喜。app亚博体育
“我们计量两个冷却装置,用于在旋转蒸发冷凝器,”拉米雷斯——阿基拉说。这些冷却器使用8.9千瓦小时/天,9.6千瓦小时/天。这是大约三分之一的日常用电量平均我们回家。“这不是少量的能量,”她强调。
冷却器用这么多电,因为他们离开运行所有的时间。“科学家们发现他们不得不保持冷却装置开启达到所需的温度,“拉米雷斯——阿基拉说。绿色实验室安装计时器自动关掉冷却装置在晚上和早上重启他们,但即使是这样一个冷却器仍将运行几个小时,尽管旋转蒸发不积极使用。“下来的冷凝器温度在几分钟内就太好了,”Ramirez-Aguilar说。谢天谢地,Ecodyst 1分钟的冷却时间成功地解决了这一问题。
间隙的实验室,而不是使用冷却装置的大部分他的研究小组的30个成员国酷旋转蒸发冷凝器使用冷头附件,这需要干冰。这种方法也有缺点,但是,正如萨普昂指出的那样,“通过屋顶干冰价格上涨,供应是不完全可靠的,尤其是在假期和周末干冰时快递公司不能访问我们的大楼。”
无法运行旋转蒸发是一个巨大的瓶颈在任何合成有机化学实验室,因为反应溶剂始终需要移除为了从一个合成步骤。
自冷单位有可能在这些实例是非常有益的。萨普昂的团队成员采用Ecodyst独立EcoChyll冷凝器,它可以被附加到任何旋转蒸发,而不是冰冷的手指附件和玻璃盘管冷凝器。新冷凝器已被证明是一个非常受欢迎的实验室,根据间隙,他说,“事实上它很快冷却后打开它绝对是一个方便。”
一体化的旋转蒸发可能取代传统台式旋转蒸发。
想大
研究实验室行业实验室可能有不同的需求,但在这两个设置旋转蒸发同样常见。新生的大麻产业具有明显的需要有效的拔牙、大麻处理器使用溶剂萃取分离生物活性化合物从植物材料,使用旋转蒸发之前获得纯化的石油。
人们建立小大麻萃取设备发现必须处理干冰或消耗大量的水寒冷传统旋转蒸发不是经济可行的。然而,随着大麻产业持续增长,标准旋转蒸发系统实际上成为一个瓶颈,扩大业务。
很多化学家在工业和学术界有问题扩大反应时,发现他们已经蒸发掉了一个相当大的体积比旋转蒸发溶剂的设计来适应。
自从Ecodyst产品,推出了其第一EcoChyll condenser-chiller——该公司已迅速扩大其范围的产品,专注于解决上述问题的规模。“我们设计冷却技术很可伸缩的,”Adjabeng说。到2017年,该公司已经推出了22日50,72和100 L系统。
多步有机合成在间隙进行的实验室包括将原料通过合成的前几个步骤和运行大型的反应,通常在100克或更多。亚博网站下载使用台式旋转蒸发蒸发的溶剂在这些反应通常是一个缓慢、低效的过程。此外,solvent-filled瓶的重量可能会影响玻璃块,适合旋转蒸发,导致泄漏。
大容量的需求旋转蒸发迅速扩张的大麻行业尤为明显。例如,Tikun Olam以色列药用大麻是一个大型的公司,推出了15年前和现在在澳大利亚和美国设有分支机构。
像许多大麻公司,直到最近Tikum Olam是利用标准工业规模,20 L旋转蒸发蒸发掉乙醇从植物原料中提取大麻油使用。
这形成了一个相当大的生产瓶颈,即使他们的旋转蒸发根据欧迪Lahmish一天24小时运行,公司的负责人wet-production设施在以色列以及处理所有的研发与生产。“我们意识到大麻行业需要更大的工业规模的机器,”Adjabeng补充道。
与它的创新选择冷凝器和冷却器相结合成一个单一的单位,而改用金属电容器材料,Ecodyst也是率先在大规模的机器。“我们意识到,不需要旋转瓶,”Adjabeng说。烧瓶坐垂直并保持静止在一个加热地幔而高速搅拌器用于开销减少碰撞。
瓶本身可以座无虚席,因为它是直立的,而传统的20 L旋转蒸发只能填满了一半,因为它倾斜一个角度旋转瓶。
塔尔过程是一个收费的公司依赖Ecodyst大容量机器成功客户的大麻植物生物质转化为大麻石油。“因为我们做非常大规模的拔牙、一般麻生物量的1000公斤/天,我们需要最大的可用的解决方案,“项目经理Jason Lupoi说塔尔的化学系。
同时,帕特里克·希利在北卡罗来纳州麻提取公司提取实验室经理创新AgriProducts希利表示,他的公司正朝着同一方向可以完整的提取一批适合每个72 L Ecodyst机器,他说拥有一个相对紧凑的足迹由于其综合设计。“他们符合我们的建筑没有一大堆的建筑修改或在墙上钻孔冷却装置和加热器”。
取消乙醇分离提取石油大麻处理期间通常是最大的瓶颈。“不仅仅是蒸发,但卸载机器的产品最后,”放缓的过程中,希利说。大麻原料油的一致性与厚糖浆,所以把石油从系统通常是一个混乱的、费时的过程导致不必要的机器停机时间。
Ecodyst较大的单位都配有阀门底部的烧瓶加速这个过程。“与这些大型模型,我们可以流失(石油)的底部,”希利解释说。Ecodyst已经与创新AgriProducts团队密切合作,完善机器的设计的众多方面,包括这个阀门。
Tikun Olam说其50 L Ecodyst机器已经支付股息。而不是3 - 4 L / h 20 L标准旋转蒸发,蒸发率由Ecodyst机有效地去除9 - 12 L / h。“在我们的协议,它缩短了对1.5天,进行为期4天的过程”Lahmish说。
系统还提供了节省能源,Ecodyst100 L机消费10千瓦的电力。这是在与传统相同的功耗,20 L旋转蒸发,但Ecodyst机器能力由于角度的10倍20 L旋转蒸发瓶定位。
Ecodyst的大规模的机器已经获得注意力从其他的研究人员和化学有关的行业,将Adjabeng回圈制药业他曾工作过的地方。
“我们最近成立了一个100 L机制药公司”他指出。以前,在处理大量的溶剂,制药公司的科学家之间的分裂这四个20 L旋转蒸发。“然后他们就等啊等,Adjabeng补充道。“在传统20 L机器上,溶剂乙酸乙酯,他们如果他们幸运的话删除10 L一个小时。在我们的系统中,他们每小时50 L。”
两个主要因素导致了这种增强的速度,Adjabeng说。Ecodyst的高效金属直接与制冷剂冷凝器里,研究人员可以增加样品的热蒸发溶剂蒸汽快,没有冷凝器过热的风险。
Ecodyst固定系统尤其适合使用液体产品,因为它们包括底部排水阀,用来收集过程完成后的产品。该系统还可以适应固体产品。
为方便产品隔离,化学家们可能更愿意采用100 L机器迅速减少溶剂量降至可控10 L切换到传统旋转蒸发之前完成任务。
新一代的环境和生产力效益旋转蒸发时继续增长在规模。然而大,旋转蒸发保持省力电子设备的选择对于大多数化学家。
这些信息已经采购,审核并改编自Ecodyst提供的材料。亚博网站下载
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