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如何為旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀選擇合適的冷卻循環(huán)系統(tǒng)?

來源:海道爾夫儀器設(shè)備(上海)有限公司   2024年05月15日 13:44  

為您的蒸餾實(shí)驗(yàn)選擇合適的冷卻方法,,對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的性能,、經(jīng)濟(jì)性和效率的影響是超乎想象的。作為蒸餾過程的必需階段,,目前大家常用的冷凝方式主要包括:使用干冰冷凝器,、配備或自行搭建冷卻循環(huán)體系,以及使用自來水進(jìn)行蒸汽的冷卻,。但在大多數(shù)情況下,,需要選購冷卻循環(huán)系統(tǒng)來做配套設(shè)備。

冷卻循環(huán)系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí),,通過其制冷系統(tǒng)將加注在水箱中的冷卻液冷卻,,由內(nèi)置的循環(huán)泵將冷卻液泵入冷凝器,吸收冷凝器內(nèi)蒸汽的熱量,,以達(dá)到冷凝的效果,,最后將溫度升高的冷卻液再次回流到水箱進(jìn)行降溫,如此循環(huán)交換冷卻,實(shí)現(xiàn)為旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)系統(tǒng)提供均一穩(wěn)定的冷凝溫度,,同時(shí)有效避免使用自來水時(shí)可能發(fā)生的季節(jié)性溫度波動(dòng),。而且作為理想、環(huán)保的替代自來水冷卻的方法,,也有助于實(shí)驗(yàn)室節(jié)約用水,。

如何為旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀選擇合適的冷卻循環(huán)系統(tǒng)?

在您選購合適的冷卻循環(huán)系統(tǒng)時(shí),,需要考慮的重要因素包括:

1,、zui低冷凝溫度和相應(yīng)的制冷能力

2、泵壓

3,、泵速

4,、合適的配件


01
zui低冷凝溫度和相應(yīng)的制冷能力


冷卻循環(huán)系統(tǒng)的zui低溫度需要等于或低于旋蒸冷凝器以理想速率冷凝溶劑蒸汽的溫度。該溫度由溶劑的沸點(diǎn)決定,。在進(jìn)行冷卻循環(huán)系統(tǒng)溫度選擇和設(shè)定時(shí),,一般建議遵從“20法則”,即加熱鍋溫度和蒸汽溫度,、蒸汽溫度和冷凝器溫度之間各設(shè)置20°C的溫差,。比如,,將加熱鍋溫度設(shè)置為60°C,,調(diào)整系統(tǒng)的真空設(shè)置以產(chǎn)生40°C的溶劑蒸汽,并在 20℃下進(jìn)行冷凝操作,。所以,,溶劑蒸汽溫度比加熱鍋溫度低 20℃,冷凝器溫度比蒸汽溫度低20℃,。


冷卻循環(huán)系統(tǒng)通常在 20°C或常溫時(shí)具有最大的冷卻能力,,即理想狀態(tài)下的最大制冷功率參數(shù)。隨著設(shè)置溫度越低,,設(shè)備能實(shí)現(xiàn)的制冷能力隨之降低,。所以實(shí)驗(yàn)過程中并非設(shè)置的溫度越低,冷凝效果越好,。這也是為什么實(shí)驗(yàn)過程中將冷卻循環(huán)系統(tǒng)溫度設(shè)置到zui低水平實(shí)現(xiàn)的并不一定是理想冷凝效率,,因?yàn)槔鋮s循環(huán)系統(tǒng)的制冷效果需要綜合考慮溫度和制冷能力兩項(xiàng)參數(shù)。


如何為旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀選擇合適的冷卻循環(huán)系統(tǒng),?
通過查看產(chǎn)品規(guī)格,,您會(huì)發(fā)現(xiàn)針對(duì)不同溫度下,冷卻循環(huán)系統(tǒng)有相對(duì)應(yīng)的不同冷卻能力,。如果需要冷凝器在比較低的溫度下工作,,就需要深入了解較低溫下冷卻循環(huán)系統(tǒng)的冷卻能力。如果旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀需要蒸餾多種溶劑,那么就要根據(jù)所需的zui低冷凝溫度來選擇冷卻循環(huán)系統(tǒng)的功率,。
如果您的冷卻循環(huán)系統(tǒng)在其設(shè)定溫度下功率不足,,意味著在實(shí)際蒸餾中冷卻液將無法達(dá)到設(shè)定的溫度,從而無法提供足夠的熱傳導(dǎo)效應(yīng),,對(duì)蒸汽進(jìn)行有效冷凝,。不能被及時(shí)冷卻的蒸汽會(huì)被吸入真空泵,增加泵組件的磨損并縮短其使用壽命,。它甚至可能浸泡泵,,造成無法挽回的損壞。另外,,如果您的冷卻循環(huán)系統(tǒng)有過溫警報(bào),,設(shè)置過低的溫度可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備報(bào)警并關(guān)閉,蒸餾實(shí)驗(yàn)中斷,。




02
泵壓


另一個(gè)需要考慮的重要因素是冷卻循環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)泵泵壓范圍,。冷卻循環(huán)系統(tǒng)的泵壓通常在10-15 psi(0.67-1.03bar)的范圍內(nèi)。如果泵壓過低,,一旦旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀與冷卻循環(huán)系統(tǒng)存在一定的高度差(如冷卻循環(huán)系統(tǒng)置于實(shí)驗(yàn)臺(tái)下方)就會(huì)導(dǎo)致冷卻液無法在冷凝器中有效循環(huán),。如果泵壓過高,冷凝器內(nèi)部因?yàn)槔鋮s液壓力過大造成破裂的風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)急劇增加,。Heidolph玻璃冷凝器內(nèi)部最高承受壓力為2bar,,適度提升了適用范圍。


所以在選購冷卻循環(huán)系統(tǒng)時(shí),,需要先確認(rèn)該設(shè)備的壓力范圍以及旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀冷凝器的工作壓力范圍,。一般來講,大多數(shù)離心泵的最大壓力為10 psi(0.67bar),,從而使其適合與玻璃冷凝器一起使用,。另一方面,容積泵和渦輪泵往往具有更高的輸出壓力,,因此更需要重點(diǎn)關(guān)注其泵壓范圍,,從而避免因使用相應(yīng)的冷卻循環(huán)系統(tǒng)增加玻璃冷凝器破裂的風(fēng)險(xiǎn)或泵壓不足導(dǎo)致冷卻液無法有效循環(huán)。




03


泵流量

冷卻循環(huán)系統(tǒng)的泵流量會(huì)影響冷卻液在冷凝器中的停留時(shí)間,。流速越低,,冷卻液在冷凝器中停留的時(shí)間就越長。隨著溫度升高,,蒸汽和冷卻液之間的熱傳遞效率降低,。在這種情況下,會(huì)增加溶劑蒸氣冷凝不充分的風(fēng)險(xiǎn),。

如何為旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀選擇合適的冷卻循環(huán)系統(tǒng),?

雖然目前大多數(shù)冷卻循環(huán)系統(tǒng)的流量相對(duì)于其冷卻功率而言都足夠,,但還是需要注意這一點(diǎn)。



04


合適的配件:冷卻液和加強(qiáng)型冷卻水管路


根據(jù)您的應(yīng)用對(duì)溫度范圍的需求,,選擇合適的冷卻液,。
如果您需要更低的溫度,建議使用乙醇或乙二醇混合物,。雖然乙醇直到117.3℃才會(huì)凍結(jié),,但它的高度易燃性具有一定風(fēng)險(xiǎn)。將其用作冷卻液時(shí)應(yīng)格外小心,。
如何為旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀選擇合適的冷卻循環(huán)系統(tǒng),?


Kryo 30冷卻液是含有抑制劑的單乙二醇和水的混合物,工作溫度范圍-30到+90°C,,燃點(diǎn)約120 °C,,是大多數(shù)冷卻循環(huán)水浴匹配旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀的理想選擇。


選擇的冷卻水管路應(yīng)與所使用的冷卻液的化學(xué)相容性,、應(yīng)用的溫度范圍以及額定壓力相匹配,。未能選擇正確的管路將導(dǎo)致管路立即或在長時(shí)間使用的情況下發(fā)生爆裂。如果您在低溫下運(yùn)行,,則可使用保溫套以減少因?yàn)榄h(huán)境溫度影響而造成的熱損失,。

加強(qiáng)型冷卻水管路(P/N: 591-38000-00-0),內(nèi)徑?8mm,,工作溫度范圍?20到60°C,,是連接冷卻循環(huán)系統(tǒng)與旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀的推薦選擇之一。



如何為旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀選擇合適的冷卻循環(huán)系統(tǒng),?

冷卻循環(huán)系統(tǒng)選購指南


Hei-CHILL Pro系列冷卻循環(huán)系統(tǒng)具備強(qiáng)大的制冷能力,,即使使用高極性容積,,也能快速達(dá)到設(shè)定的溫度并保持穩(wěn)定,,運(yùn)行噪音低,可適用于廣泛應(yīng)用,。優(yōu)化的泵送能力,,可放置在試驗(yàn)臺(tái)下運(yùn)行。配備RS 232接口,,可通過海道爾夫控制型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀集成控制,。


如何為旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀選擇合適的冷卻循環(huán)系統(tǒng)?

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針對(duì)不同的蒸發(fā)應(yīng)用,,我們?yōu)槟峁┒喾N冷卻循環(huán)系統(tǒng),以滿足您的個(gè)性化需求,。


如何為旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀選擇合適的冷卻循環(huán)系統(tǒng),?




基本說明
1
為了保護(hù)玻璃冷凝器,,冷卻循環(huán)系統(tǒng)的最大泵壓不得超過2 bar(包括壓力峰值)
2

為了獲得理想的蒸餾速度,建議遵守四分之三原則:即在冷凝器高度的四分之三處及以下,,蒸汽應(yīng)被有效凝結(jié),,形成液滴并作為冷凝物排出,盡量避免蒸汽達(dá)到冷凝器的上部四分之一處,,因無法及時(shí)被冷卻導(dǎo)致蒸汽被真空泵吸入,,從而影響泵的使用性能

3

璃冷凝器的頂部應(yīng)始終保持有效的低溫狀態(tài),以避免蒸汽被吸入真空泵



END





關(guān)于Heidolph


Heidolph集團(tuán)是創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)室前處理設(shè)備的制造廠商,。磁力攪拌器,、頂置式攪拌器、臺(tái)式旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀,、工業(yè)大型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀,、蠕動(dòng)泵、混勻器,、恒溫?fù)u床等相關(guān)產(chǎn)品構(gòu)成了Heidolph實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的產(chǎn)品線,。集團(tuán)總部位于德國南部的紐倫堡附近的施瓦巴赫市。

作為Heidolph集團(tuán)全資子公司,,海道爾夫儀器設(shè)備(上海)有限公司于2019年正式成立,,旨在為中國用戶提供更為直接、更快速的服務(wù),。

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