44 l di n-hexano in un'ora: modulo automatico per evaporatori rotativi con svuotamento residui unico al mondo permette un funzionamento continuo senza supervisione

Con l'automazione controllata da sensori vengono garantite condizioni costanti per i processi di evaporazione, indipendentemente dal mezzo e dal volume. Grazie alla ricarica automatica, è possibile ad esempio lavorare anche quantità fino a 1000 l al giorno, poiché viene eliminato anche il cambio del pistone. (Fonte: Heidolph Instruments GmbH & Co. KG)

Il principio di funzionamento del modulo Hei-VOLUME Distimatic Pro si basa su tre fasi che avvengono automaticamente: Innanzitutto, il mezzo viene riempito da un contenitore di partenza nel pistone rotante. Durante il successivo processo di vaporizzazione, il distillato prodotto viene raccolto e trasferito in un contenitore collegato. Quando una certa quantità è vaporizzata, si procede gradualmente con l'aggiunta dal contenitore di partenza. Facoltativamente, il residuo nel pistone rotante può essere svuotato automaticamente. (Fonte: Heidolph Instruments GmbH & Co. KG)

Il modulo Hei-VOLUME Distimatic Pro può essere combinato con i distillatori rotativi di grandi dimensioni della serie Hei-VAP Industrial, trasformandoli in un sistema completo automatizzato. (Fonte: Heidolph Instruments GmbH & Co. KG)

Per evitare un traboccamento e garantire il ciclo ottimale di vaporizzazione, scarico e rabbocco, diversi sensori senza calibrazione assicurano il funzionamento di tutte le componenti del modulo. (Fonte: Heidolph Instruments GmbH & Co. KG)

Il funzionamento del modulo automatico Hei-VOLUME Distimatic Pro avviene tramite il pannello di controllo intuitivo con touchscreen. La rappresentazione grafica con schema di colori, combinata con le manopole illuminate, mostra sempre in quale stato e fase del processo si trovi il sistema. (Fonte: Heidolph Instruments GmbH & Co. KG)

Per un funzionamento continuo e sicuro senza supervisione, il modulo automatico Hei-VOLUME Distimatic Pro è dotato di un sensore di emergenza sul condensatore. (Fonte: Heidolph Instruments GmbH & Co. KG)

«L'elevata flessibilità e la sensoristica intelligente assicurano che il sistema possa contribuire in modo decisivo al riciclo automatico di solventi contaminati e al loro riutilizzo, rendendo così la routine di laboratorio non solo più efficiente, ma anche più economica e sostenibile», riassume Jürgen Heyder, responsabile del prodotto per i distillatori rotativi presso Heidolph Instruments GmbH & Co. KG. (Fonte: Heidolph Instruments GmbH & Co. KG)

Molti laboratori acquistano solventi di grado tecnico per motivi di costo. Tuttavia, affinché ottengano una purezza adatta alla sintesi, devono prima essere distillati – un processo che richiede molto tempo nella routine di laboratorio. Se questo avviene, ad esempio, con evaporatori rotanti manuali, è necessaria una regolazione regolare dei parametri e un monitoraggio da parte del personale per garantire un utilizzo ottimale del sistema. Inoltre, gli estratti di piante e le fasi di sintesi spesso rimangono nel pallone rotante come olio viscoso dopo l’uso del rotavapor. Questo deve essere prima svuotato manualmente prima di poter avviare un nuovo ciclo. Una soluzione a questo problema è il nuovo modulo automatico Hei-VOLUME Distimatic Pro della Heidolph Instruments GmbH & Co. KG. La soluzione autonoma composta da evaporatore rotante e dal modulo Hei-VOLUME Distimatic Pro può essere operata senza supervisione, giorno e notte. Il modulo riempie automaticamente il pallone dell’evaporatore in base alla modalità operativa scelta. Vari sensori nel contenitore di raccolta e nel pallone rotante monitorano il processo e attivano compiti corrispondenti, come lo svuotamento del distillato o dei residui tramite sovrapressione. Grazie allo svuotamento automatico dei residui, non è necessario prelevare manualmente durante il ciclo di processo. Ciò permette di trattare quantità molto maggiori rispetto al volume di un riempimento del pallone.

"Numerosi laboratori e gruppi di lavoro presso università e istituti utilizzano solventi di grado tecnico, poiché sono più economici all’acquisto", riferisce Jürgen Heyder, product manager per evaporatori rotanti presso Heidolph Instruments GmbH & Co. KG. "Tuttavia, devono prima essere preparati per renderli utilizzabili nella sintesi, a causa delle impurità." Questo può richiedere molto tempo, poiché l’uso di evaporatori rotanti semi-automatici o manuali richiede la supervisione del personale per cambiare i palloni pieni, ricaricare il medium e prevenire interruzioni impreviste del ciclo di distillazione, specialmente con miscele complessa. In particolare, i media che tendono a schiumare, come gli estratti di piante, possono prolungare i tempi di distillazione, poiché si presentano come oli viscosi al termine del processo, trattenendo residui di solvente. Per questo motivo, è vantaggioso introdurre tali media in piccole quantità nell’evaporatore rotante.

Per questo motivo, Heidolph Instruments GmbH & Co. KG ha ampliato i suoi collaudati sistemi di evaporazione rotante con il modulo automatico Hei-VOLUME Distimatic Pro. Grazie all’automazione monitorata da sensori, vengono garantite condizioni costanti per i processi di evaporazione, indipendentemente dal medium e dal volume. Grazie al sistema di alimentazione automatica, è possibile gestire anche quantità fino a 1.000 litri di esano al giorno con un sistema di evaporazione rotante automatizzato, eliminando anche il cambio del pallone. "In questo modo, è possibile evaporare, ad esempio, fino a 44 litri di esano, 14,6 litri di etanolo o 4,6 litri di acqua in un’ora", spiega Heyder. "Parliamo di un throughput superiore di un fattore 3 rispetto a una giornata lavorativa di 8 ore con un normale evaporatore rotante. La rimozione dei tempi di preparazione, come il riempimento del pallone rotante, aumenta ulteriormente l’efficienza del sistema."

1000 litri di esano al giorno grazie a un monitoraggio completamente automatico

Il principio di funzionamento del modulo automatico Hei-VOLUME Distimatic Pro si basa su tre passaggi che avvengono automaticamente: innanzitutto, il medium viene trasferito da un contenitore di alimentazione nel pallone rotante. Di norma, si tratta di un pallone da 20 litri. Durante il successivo processo di distillazione, il distillato prodotto viene raccolto e trasferito in un contenitore collegato. Quando una certa quantità è evaporata, si procede al trasferimento graduale dal contenitore di alimentazione. "L’alimentazione automatica e il rifornimento del pallone rotante avvengono grazie al vuoto del sistema", spiega Heyder. "Attraverso la depressione nel rotavapor, viene introdotto nuovo medium non appena il sistema di valvole si apre, sensorizzato o temporizzato. Quando il contenitore di alimentazione si esaurisce, il sistema si spegne." La rimozione automatica dei residui garantisce inoltre che anche residui liquidi o viscosi, come quelli derivanti dalla lavorazione di estratti di piante, possano essere trasferiti in un contenitore collegato. Un sensore di livello monitora continuamente la quantità di residui nel pallone. Quando il pallone rotante si riempie di concentrato, si avvia la svuotamento tramite sovrapressione: il sistema viene ventilato e i residui vengono espulsi tramite sovrapressione. Questo processo è del 61% più rapido rispetto ai sistemi comparabili che utilizzano il pompaggio.

Tutti i contenitori di alimentazione e di raccolta possono essere sostituiti senza interrompere il ciclo di distillazione. Mentre i residui vengono pressati direttamente in un contenitore di scelta, il distillato viene inizialmente trasferito in un contenitore di raccolta con raffreddamento del distillato, che sostituisce il classico pallone di raccolta. Il raffreddamento impedisce la distillazione indesiderata di solventi facilmente vaporizzabili. Anche lo svuotamento sensorizzato del contenitore di raccolta funziona con sovrapressione. Per farlo, il contenitore di raccolta viene prima ventilato separatamente e poi svuotato tramite sovrapressione. Successivamente, si procede a una evacuazione del contenitore prima che la valvola venga riaperta al sistema principale per continuare la raccolta del distillato. La rimozione tramite sovrapressione è dell’83% più rapida rispetto al pompaggio tradizionale. Inoltre, il dispositivo offre una modalità di lavaggio, chiamata "spülmodus", che permette di pulire il sistema. È possibile scegliere se pulire solo i tubi di conduzione del medium e il pallone rotante, oppure l’intero sistema con un solvente appropriato.

Massima flessibilità e controllo nell’uso

Per evitare sovraccarichi e garantire il ciclo ottimale di evaporazione, svuotamento e rifornimento, vari sensori senza calibrazione assicurano il funzionamento di tutte le componenti del modulo. Oltre a un sensore di livello nel pallone rotante, il modulo automatico Hei-VOLUME Distimatic Pro dispone di un sensore di emergenza sul evaporatore. "Se l’evaporatore si riempie di medium in caso di errore, il sistema si spegne automaticamente. Viene ventilato e si ripristina uno stato di funzionamento sicuro", spiega Heyder. Inoltre, è presente un sensore di monitoraggio del contenitore di alimentazione. Quando questa si esaurisce, il sensore segnala la fine del processo e spegne il sistema, comprese le periferiche. Un sensore nel contenitore di raccolta monitora e controlla il suo svuotamento.

Il funzionamento del modulo automatico Hei-VOLUME Distimatic Pro avviene tramite il pannello di controllo removibile con touchscreen. La rappresentazione grafica, con schema a colori e manopole di rotazione, mostra in ogni momento lo stato e il passo del processo. Anelli LED sulle manopole ne evidenziano lo stato anche da lontano. È possibile scegliere tra tre modalità operative: sensore, temporizzata e manuale. In questo modo, ogni laboratorio e gruppo di lavoro può adattare il sistema alle proprie esigenze senza dover effettuare calibrazioni o modifiche complesse. La modalità manuale è adatta per lavorare con piccoli lotti, mentre la modalità temporizzata permette di trattare anche media molto appiccicosi e che tendono a schiumare. Basta impostare l’intervallo di apertura della valvola verso il pallone, in modo che entrino solo alcune centinaia di millilitri e vengano subito vaporizzati. La formazione di schiuma è quindi evitata. Inoltre, tramite il pannello è possibile registrare tutti i parametri di processo per il monitoraggio tramite datalogging. I parametri per processi ricorrenti possono essere salvati e trasferiti su altri sistemi tramite USB. Per proteggere da manipolazioni durante il processo, lo schermo può essere opzionalmente bloccato con un PIN. "L’elevata flessibilità e la sensoristica intelligente assicurano che il sistema possa contribuire in modo decisivo al riciclo automatico di solventi contaminati e al loro riutilizzo, rendendo la routine di laboratorio non solo più efficiente, ma anche più economica e sostenibile", riassume Heyder.