44 l heksanu w ciągu godziny: automatyczny moduł dla rotacyjnych odparowywaczy z jedynym na świecie systemem opróżniania pozostałości umożliwiającym nieprzerwaną pracę bez nadzoru

Dzięki automatyzacji nadzorowanej czujnikami zapewnione są stałe warunki dla procesów odparowywania, niezależnie od medium i objętości. Dzięki samoczynnemu dozowaniu można na przykład obsługiwać ilości do 1000 l dziennie, ponieważ nawet wymiana tłoka jest zbędna. (Źródło: Heidolph Instruments GmbH & Co. KG)

Zasada działania modułu Hei-VOLUME Distimatic Pro opiera się na trzech automatycznie przebiegających krokach: Najpierw medium jest napełniane z naczynia wzorcowego do obrotowego cylindra. Podczas następnego procesu odparowywania powstający destylat jest zbierany i odprowadzany do podłączonego naczynia. Gdy odparuje się określona ilość, stopniowo dodaje się materiał z naczynia wzorcowego. Opcjonalnie można automatycznie opróżnić pozostałość z obrotowego cylindra. (Źródło: Heidolph Instruments GmbH & Co. KG)

Moduł Hei-VOLUME Distimatic Pro można połączyć z istniejącymi dużymi rotacyjnymi odparaczami z serii Hei-VAP Industrial i przekształcić je w zautomatyzowany, kompletny system. (Źródło: Heidolph Instruments GmbH & Co. KG)

Aby zapobiec przepełnieniu i zapewnić optymalny cykl odparowania, odprowadzania i uzupełniania, różne bezkalibracyjne czujniki zapewniają prawidłowe działanie wszystkich komponentów modułu. (Źródło: Heidolph Instruments GmbH & Co. KG)

Obsługa modułu automatycznego Hei-VOLUME Distimatic Pro odbywa się za pomocą intuicyjnego panelu sterowania z ekranem dotykowym. Graficzne przedstawienie z schematem kolorów w połączeniu z podświetlanymi pokrętłami obrotowymi zawsze odzwierciedla, w jakim stanie i na którym etapie procesu znajduje się system. (Źródło: Heidolph Instruments GmbH & Co. KG)

Do bezpiecznej pracy ciągłej bez nadzoru moduł automatyczny Hei-VOLUME Distimatic Pro wyposażony jest w czujnik awaryjny na parowniku. (Źródło: Heidolph Instruments GmbH & Co. KG)

„Wysoka elastyczność i inteligentna sensorystyka zapewniają, że system może odegrać kluczową rolę w automatycznym recyklingu zanieczyszczonych rozpuszczalników i ich ponownym wykorzystaniu, co sprawia, że codzienna praca w laboratorium jest nie tylko bardziej wydajna, ale także tańsza i bardziej zrównoważona”, podsumowuje Jürgen Heyder, menedżer produktu ds. odparowywaczy obrotowych w Heidolph Instruments GmbH & Co. KG. (Źródło: Heidolph Instruments GmbH & Co. KG)

Wiele laboratoriów nabywa rozpuszczalniki o stopniu czystości technicznej ze względu na koszty. Aby jednak uzyskać czystość odpowiednią do syntezy, muszą one najpierw zostać poddane destylacji – procesowi, który w codziennej pracy laboratoryjnej zajmuje bardzo dużo czasu. Jeśli odbywa się to na przykład za pomocą ręcznie obsługiwanych wirówek odparowych, konieczna jest regularna regulacja parametrów i nadzór personelu, aby zapewnić optymalne wykorzystanie systemu. Ponadto ekstrakty roślinne i etapy syntezy często pozostają po obróbce wirówką jako lepka oleista substancja w kolbie wirówki. Musi ona być najpierw ręcznie opróżniona, zanim można rozpocząć nowy cykl. Rozwiązaniem jest nowy moduł automatyczny Hei-VOLUME Distimatic Pro firmy Heidolph Instruments GmbH & Co. KG. Samodzielne rozwiązanie składające się z wirówki odparowej i modułu Hei-VOLUME Distimatic Pro może być obsługiwane bez nadzoru przez całą dobę. Moduł automatycznie napełnia kolbę odparową w zależności od wybranego trybu pracy. Różne czujniki w zbiorniku kolektora i w kolbie odparowej monitorują przebieg procesu i wyzwalają odpowiednie zadania, takie jak opróżnienie destylatu lub pozostałości przez nadciśnienie. Dzięki automatycznemu opróżnianiu pozostałości eliminuje się konieczność ręcznego pobierania podczas cyklu procesu. Pozwala to na przetwarzanie znacznie większych ilości niż pojemność kolby.

„Liczące się laboratoria oraz grupy robocze na uniwersytetach i w instytutach korzystają z rozpuszczalników o stopniu czystości technicznej, ponieważ są tańsze w zakupie”, informuje Jürgen Heyder, menedżer produktu do wirówek odparowych w Heidolph Instruments GmbH & Co. KG. „Ze względu na zanieczyszczenia muszą one jednak najpierw zostać poddane obróbce, aby nadawały się do użycia w syntezie.” To może być bardzo czasochłonne, ponieważ w przypadku użycia półautomatycznych lub ręcznych wirówek odparowych konieczny jest nadzór personelu, aby wymieniać pełne kolby, uzupełniać medium i zapobiegać nieprzewidzianym przerwom w cyklu destylacji w przypadku skomplikowanych mieszanek. Szczególnie media silnie pieniące się, takie jak ekstrakty roślinne, mogą wydłużać czas destylacji, ponieważ na końcu procesu występują jako lepka oleista substancja zatrzymująca resztki rozpuszczalnika. Dlatego wprowadzanie takich mediów w małych ilościach do wirówki odparowej jest korzystne.

Dlatego firma Heidolph Instruments GmbH & Co. KG rozszerzyła swoje sprawdzone systemy wirówek odparowych o automatyczny moduł Hei-VOLUME Distimatic Pro. Dzięki nadzorowanej czujnikami automatyzacji zapewnione są stałe warunki przebiegu procesu odparowania, niezależnie od medium i objętości. Dzięki automatycznemu uzupełnianiu można przetwarzać nawet do 1000 l heksanu dziennie za pomocą zautomatyzowanego systemu dużej wirówki odparowej, ponieważ wyeliminowano konieczność wymiany kolb. „W ten sposób można na przykład odparować do 44 l heksanu, 14,6 l etanolu lub 4,6 l wody w ciągu godziny”, wyjaśnia Heyder. „Mówimy tutaj o trzykrotnie wyższym przepływie w porównaniu do ośmiogodzinnego dnia pracy z zwykłą dużą wirówką odparową. Eliminacja czasochłonnych czynności, takich jak napełnianie kolby wirówki, dodatkowo zwiększa wydajność systemu.”

1000 l heksanu dziennie dzięki w pełni automatycznemu nadzorowi

Zasada działania automatycznego modułu Hei-VOLUME Distimatic Pro opiera się na trzech automatycznie przebiegających krokach: najpierw medium jest napełniane z zapasowego zbiornika do kolby wirówki odparowej. Standardowo jest to kolba o pojemności 20 l. Po rozpoczęciu procesu odparowania powstający destylat jest zbierany i odprowadzany do podłączonego zbiornika. Gdy odparuje się określona ilość, stopniowo uzupełniany jest zapas z głównego zbiornika. „Automatyczne napełnianie i uzupełnianie kolby wirówki odparowej odbywa się na podstawie systemowego podciśnienia”, wyjaśnia Heyder. „Podciśnienie w wirówce odparowej powoduje, że nowe medium dostaje się do niej, gdy zawór na zapasowym zbiorniku otwiera się czujnikiem lub w sposób czasowy. Gdy zapas się wyczerpie, system się wyłącza.” Automatyczne opróżnianie pozostałości zapewnia również, że płynne lub lepka pozostałość, taka jak powstająca podczas obróbki ekstraktów roślinnych, jest odprowadzana do podłączonego zbiornika. Czujnik poziomu monitoruje ciągłe ilości pozostałości w kolbie. Gdy kolba jest pełna koncentratu, rozpoczyna się opróżnianie podciśnieniowe: system jest wentylowany, a pozostałość jest usuwana pod ciśnieniem. Proces ten jest o 61 procent szybszy niż w przypadku porównywalnych systemów, dzięki odsysaniu.

Wszystkie zbiorniki zapasowe i zbiorniki na pozostałości można wymieniać bez konieczności przerywania cyklu odparowania. Podczas gdy pozostałości są bezpośrednio wyciskane do wybranego zbiornika, destylat najpierw trafia do zbiornika kolektora z chłodzeniem destylatu, który zastępuje klasyczny kolbę zbiorczą. Chłodzenie zapobiega niepożądanemu wrzeniu łatwo lotnych rozpuszczalników. Czujnik nadzorujący opróżnianie kolektora działa również na zasadzie nadciśnienia. W tym celu zbiornik kolektora jest najpierw oddzielnie wentylowany, a następnie opróżniany pod ciśnieniem. Następnie kolektor jest ewakuowany, zanim zawór do reszty systemu zostanie ponownie otwarty, a destylat dalej zbierany. Odprowadzenie pod ciśnieniem jest o 83 procent szybsze niż tradycyjne odsysanie. Ponadto urządzenie oferuje tryb płukania, który umożliwia czyszczenie systemu. Można wybrać, czy czyścić tylko przewody z medium i kolbę wirówki, czy cały system za pomocą odpowiedniego rozpuszczalnika.

Maksymalna elastyczność i kontrola obsługi

Aby zapobiec przepełnieniu i zapewnić optymalny cykl odparowania, różne czujniki bez kalibracji zapewniają działanie wszystkich komponentów modułu. Oprócz czujnika poziomu w kolbie wirówki, moduł Hei-VOLUME Distimatic Pro posiada czujnik awaryjny na odparce. „Jeśli odparka zapełni się medium w przypadku awarii, system automatycznie się wyłącza. Jest wentylowany i przywracany jest bezpieczny stan pracy”, wyjaśnia Heyder. Ponadto dostępny jest czujnik monitorujący zapas. Gdy zapas się wyczerpie, czujnik wyzwala koniec procesu i wyłącza system wraz z peryferiami. Czujnik w zbiorniku kolektora nadzoruje i steruje jego opróżnianiem.

Obsługa automatycznego modułu Hei-VOLUME Distimatic Pro odbywa się za pomocą odłączalnego panelu sterowania z ekranem dotykowym. Graficzna prezentacja z schematem kolorów w połączeniu z pokrętłami umożliwia zawsze odczytanie, w jakim stanie i na którym etapie procesu znajduje się system. Pierścienie LED na pokrętle wskazują to również z daleka. Dodatkowo można wybrać spośród trzech trybów pracy: sterowany czujnikami, czasowy i ręczny. Dzięki temu każde laboratorium i grupa robocza mogą dostosować system do swoich wymagań bez konieczności przeprowadzania rozbudowanych kalibracji lub przebudowy. Tryb ręczny jest odpowiedni do przetwarzania małych partii, natomiast tryb czasowy umożliwia przetwarzanie bardzo kleistych i pieniących się mediów. W tym celu wystarczy ustawić, w jakim interwale zawór ma się otwierać do kolby, tak aby do kolby trafiało tylko kilka setek mililitrów i od razu odparowywało. Tworzenie piany jest wykluczone. Ponadto przez panel można rejestrować wszystkie parametry procesu do monitorowania za pomocą funkcji logowania danych. Parametry dla powtarzalnych procesów mogą być również zapisywane i przesyłane na inne systemy za pomocą pamięci USB. Aby chronić przed manipulacją podczas trwającego procesu, ekran może być opcjonalnie zabezpieczony kodem PIN. „Wysoka elastyczność i inteligentne czujniki zapewniają, że system może odegrać kluczową rolę w automatycznym recyklingu zanieczyszczonych rozpuszczalników i ich ponownym wykorzystaniu, co sprawia, że codzienna praca w laboratorium jest nie tylko bardziej wydajna, ale także tańsza i bardziej zrównoważona”, podsumowuje Heyder.