روتاری اواپراتور

روتاری اوپراتور(rotary evaporator) یا دستگاه تبخیر روتاری که امروزه با نام  rotavap نیز شناخته می‌شود، نوعی دستگاه لوازم آزمایشگاهی است که در صنایع گوناگون همانند صنایع شیمیایی، صنایع داروسازی، صنایع غذایی ، صنایع نفت و پتروشیمی برای حذف و تبخیر حلال از نمونه مورد استفاده قرار می‌گیرد .

روتاری اوپراتور چگونه کار می کند؟

در طی یک فرآیند همانند تولید مواد آلی، نیاز است نمونه ما خالص شود و حلال از آن حذف گردد . در حالت عادی (فشار عادی اتمسفر-۷۶۰ میلی‌متر جیوه ) برای برخی حلال‌ها مانند دی متیل فرمامید (DMF) و یا دی متیل سولفوکسید (DMSO) نیاز است تا به ترتیب دمای ۱۵۳ و ۱۸۹ درجه سانتی‏گراد فراهم شود تا ماده به نقطه جوش خود برسد و از نمونه جدا شود.

برای آنکه بتوانیم نمونه را بدون استفاده از دماهای بالا و شرایط خاص و سخت خالص سازی کنیم،  از دستگاه روتاری اوپراتور استفاده می‌کنیم . با استفاده از دستگاه روتاری اوپراتور فشار بالای مایع کاهش بافته و نقطه جوش آن نسبت به حالت عادی کاهش پیدا می‌کند.

با کاهش فشار از 760 میلیمتر جیوه به  ۵ میلی‏متر جیوه ، دمای جوش هر دو حلال برابر ۵۰ درجه سانتی‏گراد خواهد بود.

جدا از اینکه با ایجاد خلا، فشار کاهش پیدا می‌کند و به دنبال آن نقطه جوش کاهش پیدا می‌کند، با بکار گیری یک سری از عوامل می‌توان این فرایند را آسان تر و سریع تر نیز نمود؛ برای مثال، با ایجاد یک  حرکت چرخشی در نمونه سرعت تبخیر حلال افزایش می‌یابد .

پس به طور کلی، دستگاه روتاری اوپراتور کار را به این صورت انجام می‌دهد که:

1. با ایجاد خلا باعث کاهش فشار در سیستم می‌شود .
2. کاهش فشار باعث کاهش نقطه جوش می‌شود .
3. ایجاد حرکت چرخشی باعث افزایش سطح حلال می‌شود .

اجزای روتاری اوپراتور

• موتور ( Motor) ß موتور روتاری اوپراتور بالن تبخیر یا شیشه کوچک حاوی نمونه را می‌چرخاند .
• کندانسور (Condenser ) ß قسمت کندانسور به طور کلی جهت خنک کردن بخارات مورد استفاده قرار می‌گیرد و دارای یک بخش مارپیچ است كه بخارها با عبور از میان آن خنک شده و به مایع تبدیل می‌شوند .
• سیستم خلا (vacuum system) ß این سیستم با کم کردن فشار داخل محفظه باعث می‌شود تبخیر سریع تر انجام شود .
• فلاسک جمع آوری (Receiving flask ) ß این قسمت برای جمع آوری حلال دوباره مایع شده (حلال دوبار تقطیر) می‌باشد که در قسمت پایینی کندانسور قرار دارد و برای جمع‌آوری مایعات حاصل از کندانسور تعبیه شده است .
• حمام آب (water bath) ß در این قسمت از آب برای حرارت دادن به نمونه‌ای كه می‌خواهد تبخیر شود استفاده می‌شود .
• مکانیسم مکانیکی برای برداشتن سریع فلاسک تبخیر از داخل حمام آب .

دستگاه‌های جدید، دارای ویژگی‌های خاصی از قبیل کنترل دیجیتال خلا، نمایشگر دیجیتال دما و سرعت چرخش هستند و حتی در برخی از آن‌ها، حسگر دمای بخار نیز وجود دارد .

همچنین، ظروف شیشه‌ای استفاده شده در مسیر جریان بخار و کندانسور، می‌توانند ساده یا پیچیده باشند بسته به کاربرد و نوع دستگاه می‌تواند متفاوت باشد .

انواع روتاری اوپراتور

دستگاه روتاری اوپراتور بر اساس کاربرد به انواع مختلفی تقسیم می‌شود :

• روتاری تخلیه از پایین

این دستگاه با وارد کردن گاز نیتروژن به داخل نمونه باعث افزایش سرعت در تبخیر فاز مایع می‌شود .

• روتاری های چرخشی

این دستگاه با ایجاد نیروی گریز از مرکز باعث افزایش سرعت تبخیر می‌شود .

• روتاری های ترکیبی

این دستگاه از حرکت دورانی و یک سیستم تقطیر برای بهبود عملیات تبخیر استفاده می‌کند .

• روتاری اواپراتور چند گانه

این دستگاه از بخار آب حاصل از یک ماده به عنوان واسطه گرمایشی برای ماده بعدی استفاده می‌کند که دارای نقطه جوش کمتری است . گرمای نهان موجود در بخار آب را نیز می‌توان با فشرده سازی حرارتی یا مکانیکی بخار در فشار و دمای بالاتر، مجدداً استفاده کرد .

مروری کلی بر کاربرد های دستگاه روتاری اوپراتور

• جداسازی حلال‌هایی با نقطه‌جوش پایین از مخلوط‌های مایع-جامد
• جداسازی حلال‌هایی با نقطه‌جوش بالا در دمای پایین و فشار کاهش‌یافته از مخلوط‌های مایع-جامد و مایع- مایع
• جداسازی بر مبنای تفاوت نقطه‌جوش در مخلوط مایعاتی که  اختلاف نقطه‌جوش در آن‌ها کم  است
• تهیه عصاره از ترکیبات گیاهی

مشخصات دستگاه روتاری اپراتور

• دارای بن ماری ترموستاتیک استیل که توسط یک ترموستات دقیق در دماهای مختلف استفاده می‌شود
• دارای جک بالابرنده برقی اتومات که حرکت‌های موتور و گیربکس را به‌صورت دیجیتال نشان می‌دهد.
• دارای دورسنج اتوماتیک
• دارای منبع اولیه به حجم 1000 سی سی و بازه 500 سی سی
• دارای کندانسور مارپیچ از جنس پیرکس به همراه شفت و بالن
• کاربرد آسان و دوام بالای دستگاه

راه اندازی اولیه دستگاه روتاری اوپراتور

برای راه اندازی دستگاه روتاری اوپراتور ابتدا دستگاه را روشن کنید، سپس دمای حمام آب را بین 45 تا 35 درجه سانتی گراد تنظیم کنید .

سپس سیستم خلا را روشن کنید؛ در قسمت بالا سمت راست کنترلر شدت تبخیر را تنظیم کنید .

در نهایت صبر کنید تا در حین تنظیم شدن خلا، هر دو سیم پیچ و حمام به آن دما برسند و در سیستم، با نقطه تنظیم برابر شوند .

تمیز کردن دستگاه روتاری اوپراتور

قسمت‌های بیرونی دستگاه روتاری اوپراتور را می‌توان بایک دستمل مرطوب تمیز کرد اما نباید از مواد تمیزکننده قابل اشتعال (مانند اتانول) استفاده نمود .