Роторные испарители: принцип действия и применения

Принцип работы роторных испарителей основан на зависимости скорости испарения жидкости от температуры, давления и площади поверхности испарения (так называемое «зеркало»). Как правило, скорость испарения почти прямо пропорциональна поверхности испарения. Более тонкие слои жидкости испаряются заметно быстрее, чем более толстые. С увеличением разрежения температура кипения жидкости понижается и для жидкостей, имеющих сравнительно невысокую температуру кипения, можно добиться таких условий, что жидкость будет кипеть даже при комнатной температуре. Сущность пленочного испарения заключается в том, что на стенке сосуда-испарителя образуют тем или иным способом тонкую пленку раствора, а это увеличивает поверхность испарения. Пленочное испарение можно проводить в сочетании с созданием вакуума при низкой температуре.

В зависимости от конфигурации роторного испарителя возможно различное применение: дистилляция, сушка, концентрация, кипячение с обратным холодильником, рециркуляция растворителя, экстракция по методу Сокслета, перекристаллизация.

Дистилляция – операция удаления растворителя путем испарения с целью или повышения концентрации раствора или выделения вещества, содержащегося в нем.

Сушка – операция удаления растворителя из концентрированного раствора, либо сушка порошка.

Кипячение с обратным холодильником – распространённая техника увеличения скорости реакций. Наиболее часто при кипячении используется обратный холодильник, так как в отличие от холодильника Либиха имеет большую площадь теплообмена с парами кипящей жидкости.

Рециркуляция растворителя – операция регенерации растворителя, для его повторного использования.

Экстракция по методу Сокслета - пары кипящего растворителя поднимаются в холодильник, где конденсируются и скапывает в экстракционный патрон, содержащий экстрагируемый материал. Таким образом, экстракция компонентов осуществляется холодным растворителем, сконденсировавшемся на обратном холодильнике.

Перекристаллизация – метод очистки твердых соединений, основанный на различии растворимости вещества в горячем и холодном растворителе (изогидрическая кристаллизация) или на изменении концентрации раствора (изотермическая кристаллизация). Кроме перекристаллизации основанной на разнице растворимостей при различных температурах, перекристаллизацию можно выполнять, удаляя часть растворителя при одной и той же температуре (изотермическая кристаллизация). При быстром испарении, например, кристаллы выпадают несколько загрязненными. Испарение растворителя проводится в вакууме, в водяной бане и при определенной температуре. После удаления части растворителя и образовании кристаллов, можно повторить обычную кристаллизацию, которая приведет к более чистым кристаллам. Такой метод часто используется для выделения вещества из раствора, полученного после отфильтровывания кристаллов после первой кристаллизации.