EYELA迴轉減壓濃縮機: 原理、構造、特色
什麼是濃縮(Concentration)?
例如:如何從海水裡取得鹽?
最簡單的方式就是將海水放入鍋中用火煮沸。
海水中的水蒸發,鹽份濃度增加,只剩下鹽。這種‘增加濃度'的方式就稱為‘濃縮,Concentration'。能有效執行這個程序的設備稱為‘減壓濃縮機,Concentrator or Evaporator'。
另外具有相近意思的字詞還有:蒸餾(Distillation)、分餾(Fractional Distillation)及乾燥固化(Dry Solidification)
蒸餾(Distillation):利用混合物沸點的差異,將先出來的蒸汽冷卻、液化並收集。威士忌或酒類透過蒸餾增加酒精含量。
分餾(Fractional
Distillation):重複多次蒸餾,從混合溶劑中分離純化成份。
乾燥固化(Dry Solidification):進行溶液的濃縮,將溶劑蒸發到底,只剩下固體。將海水煮沸,使其乾燥只剩下鹽。
高效濃縮、匠心獨具
為何使用濃縮機做高效濃縮?
主要是為了‘縮短濃縮時間'和‘避免樣品變性'。
當樣品在鍋中煮沸時,水需要一段時間才能蒸發,生物分子和維生素的成分受熱分解,成份就會改變。要求在盡可能短的時間內,在盡可能不發生變質的低溫下進行濃縮。

那麼,應該採取什麼樣的方式才能低溫蒸發水分,高效促進濃縮呢?
考慮以下3件事:
1. 我們常聽到高山上「一袋薯片膨脹」或「水低溫沸騰」等故事,這是因為高山上的氣壓較低。
通常水的沸點為100℃,但這是在海面附近的大氣壓力(1013 hPa)下的情況。在低氣壓的地方,例如高山的山頂,水何時會沸騰?
3. 當我們在晴天烘乾衣服時,無風天和有風天哪個烘乾得更快?
當然在有風的時候衣服比較容易乾。這是因為蒸發表面的水很快就被除去,以促進下一次蒸發。
總結如何加速蒸發及高效濃縮?
1. 降低大氣壓力(壓力)
2. 增加蒸發面積
3. 迅速除去蒸發的水分。
什麼是突沸(Bumping)
液體在沸點以上沸騰並開始形成氣泡,但在極少情況下,可能不會沸騰到沸點以上。這種「過熱狀態」的液體極不穩定,受到輕微刺就會突然沸騰,產生大量氣泡。這種「突然沸騰」的現象稱為「突沸」。

在‘蒸發'過程中,很可能會發生這種‘突沸',特別是在減壓和加熱過程中,當樣品沸騰時,本應維持狀態,但會隨蒸氣而噴發。EYELA減壓濃縮機透過多重設計來防止這種突沸的產生。
減壓濃縮機的構造
根據上述減壓濃縮機所需考慮的3個點,構造需滿足下列條件:
減壓
由於在低溫下蒸發,因此可以透過降低壓力來降低沸點。(使用真空幫浦)
加熱
能夠加熱到溶液沸點以上以蒸發溶液。但在樣品成份不發生變性的溫度範圍內。
蒸發面積
可以增加蒸發表面積。
冷凝
冷凝器可快速移除蒸發的液體。
減壓濃縮機基本構造
EYELA減壓濃縮構造及特色
降低玻璃容器內的壓力。
樣品瓶中加熱的溶劑蒸發到冷凝器一側。
由於冷卻水在冷凝器中流動,溶劑蒸氣在
此被冷卻液化,然後流到回收瓶中。
EYELA減壓濃縮機可處理從小到大的容量,並且用途廣泛。


減壓濃縮機所需周邊設備
減壓濃縮機主體:
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型號 |
N-1300VF |
N-1300E |
N-1300S |
N-1210BVF |
N-1210BT |
N-4100系列 |
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產品 |
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真空幫浦 :
真空度控制器 :
低溫循環水槽 :
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型號 |
CCA-1112A |
CA-1116A-1 |
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產品 |
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型號 |
OSB-2200 |
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產品 |
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濃縮的應用及目的:
濃縮機可依不同使用者的目而使用,列舉部份用途及使用範例如下
藥廠
藥材、天然產物、抗生素的濃縮,農藥及化學物質的純化,成份分析的前處理…等
大學:藥學、理學、農學
私人企業部門:醫藥、香料、化妝品相關
醫療
用於細菌、微生物、血液、尿液等分析,DNA/RNA濃度、代謝物等分析的預處理
大學:醫學、生命科學、分子生物學
私人企業部門:製藥、醫學檢驗等
合成
溶劑去除、混合物分離、合成物純化、廢溶劑回收等
大學:理學、工學、藥學
私人企業部門:醫藥、農藥、合成、石油化學等
分析
農藥殘留前處理、有毒物質環境分析、香料前處理、色素成份分析等
大學:理科、藥學
私人企業部門:環境分析、殘留有害物質分析等
食品
濃縮果汁及調味料(濃縮還原汁、濃縮湯)、醃漬食品等
大學:農業、食品
私人企業部門:食品、飲料、調味料、食品添加物等
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