Концентратор лабораторный: что это, как устроен, основные виды и область применения
Лабораторными концентраторами называются приборы для концентрации, сушки, кристаллизации, разделения дистилляцией. Жидкость выпаривается при низком давлении и комфортной температуре, не вызывающей побочных реакций. Большинство концентраторов универсальные, подходят для различных областей.Основные виды
Самый простой концентратор состоит из колбы, нагревателя, охладителя, дополнительного резервуара. Современные электронные модели автоматизированные, оснащены системой защиты, простые в использовании независимо от опыта лаборанта.
Вакуумные центробежные концентраторы
Эти приборы состоят из центрифуги, ротора, вакуумного насоса, используются для концентрирования небольших образцов, содержащих воду, органические растворители, кислоты. Некоторые модели оснащены химическими ловушками. Образец под воздействием воды, силы тяжести и центробежной силы делится на легкую и тяжелую фракцию, переводится в сухой порошок или влажный осадок.
В зависимости от обрабатываемого материала центробежные концентраторы делятся на:
- центрифуги;
- с механическим разрыхлением постели;
- с разрыхлением постели водой;
- центробежно-вибрационные.
При разрыхлении постели механическим способом мелкие частицы пересеиваются между крупными. Если используется вода, легкие фракции вымываются. Ситуация меняется при подаче воды под давлением. Частицы благодаря интенсивности воздействия и центробежному ускорению классифицируются.
У того и другого процесса 2 этапа. Первый проходит вдоль стен ротора, второй в постели. Важный недостаток — удерживание как мелких, так крупных частиц, находящихся в нижней части постели. Верхний слой продвигается быстрее нижнего, в результате легкие фракции перемещаются в хвосты, тяжелые выбрасываются. Это требует предварительной классификации.
На рынке доступно оборудование с широким выбором роторов, что допускает использование для решения различных задач в аналитической химии, биохимии, фармацевтике, микробиологии. Большинство систем полностью укомплектованы, встречаются так же интегрированные и модульные. Большинство концентраторов обладают узкой специализацией.
Технологические особенности:
- экономическая эффективность;
- экологическая безопасность процесса;
- возможность отделение платины, золота с размером фракций до 5 мкм;
- возможность обработки концентратов, в составе которых до 80% тяжелых минералов.
Центробежно-вибрационные еонцентраторы позволяют отделить до 96% частиц платины и золота. Большинство приборов многофункциональные, с минимальным забиванием пор, высокой скоростью концентрации.
Вакуумные ротационные концентраторы
Важное преимущество этого вида приборов — доступность настольного исполнения. Это важно для аналитики небольших объемов проб.
Все плюсы:
- широкий ассортимент роторов;
- запуск процесса нажатием на кнопку;
- автоматическая аэрация, предотвращение разбрызгивания;
- предотвращение образования пены благодаря электромагнитному приводу;
- ускоренное выпаривание;
- возможность использовать с водой и растворителями.
Система управления удобная в использовании, результаты выводятся на дисплей.
Испарительные концентраторы
Этот вид оборудования разработан для выпаривания, приборы центробежные и ротационные. Концентратор дополнен вакуумным насосом, съемными сосудами, емкостью для инертного газа. Самое востребованное оборудование Labconco и Eppendorf в различном исполнении для оснащения любой лаборатории.
На образец продувается газ (чаще всего азот), разделение и испарение ускоряется нагревом. Важное преимущество — возможность концентрировать несколько десятков образцов одновременно. Газовая игла и высота плиты регулируются, возможно установка прибора в вытяжной шкаф, если газ токсичный. Система защиты предотвращает перегрев, оповещает о неисправностях. На дисплее отображается время и температура.
Все плюсы:
- компактность, небольшой вес;
- надежность;
- минимальная инерционность;
- контролируемый процесс;
- быстрое испарение;
- простота использования.
Оптимально решение легко подбирается благодаря максимальной гибкости комплектации.
Область применения
Без концентраторов не обходится ни одна химическая, научная, исследовательская лаборатория, в которой проводятся анализы кристаллических, жидких, порошкообразных образцов. Это оборудование позволяет концентрировать, кристаллизировать, высушивать растворы, разделять смеси, состоящие из нескольких компонентов, проводить обратную дистилляцию, регенерацию растворителей
.
Область применения центробежных концентраторов :
- нефтяная, фармацевтическая, пищевая промышленность;
- геологоразведовательные работы;
- исследования минералого-технологических продуктов;
- старательные артели, шлихообогатительные фабрики;
- сельское хозяйство;
- микробиология;
- медицина;
- геномика.
Центробежные приборы идеальны для работы с растворами с высокой температурой кипения, веществами, для которых другие методы исследований невозможно использовать.
Центробежно- вибрационные приборы используются для выявления в пробах благородных металлов, при переработке руд, техногенного сырья. Однако самая высокая эффективность достигается в медицине при очистке и концентрации ДНК. Выявляется огромное количество инфекций. Эти приборы используются так же для установления отцовства, концентрации белков, подготовки проб для электрофореза, масс-cпектрометрии, жидкостной/газовой хроматографии.
Испарительные концентраторы используются для гормонального анализа, скрининга медицинских препаратов, обработки проб для жидкофазной спектрометрии.
При выборе учитывается сфера деятельности лаборатории, состав, химические и физические свойства проб, требования к количеству конечного продукта. На основе этих параметров подбирается скорость, мощность, функционал, необходимость в отводе газа, нагреве.