[发明专利]一种实验室用毛细旋转蒸发原理、工艺及其设备

摘要

本发明涉及一种实验室用毛细旋转蒸发原理、工艺及其设备。本发明依据于毛细管在液相中存在着毛细管上升的表面张力现象，通过溶液的不断再沸毛细旋转蒸发及其诸多毛细旋转蒸发管束其液体表面张力的作用来实现溶剂蒸汽的不断冷凝和排出，从而实现了溶液的实验室用毛细旋转蒸发浓缩与溶剂蒸汽的毛细冷凝与分离。本发明实验室用毛细旋转蒸发器的再沸通过外加热源如水浴或油浴来实现，其毛细旋转蒸发的冷凝采用自然直接冷凝或间接风冷凝或间接水冷凝与冷却。本发明的实验室用毛细旋转蒸发器蒸发节能、低碳、高效。

主权项

一种实验室用毛细旋转蒸发原理、工艺及其设备，其特征在于包括以下步骤：本发明实验室用毛细旋转蒸法原理为毛细管自然上升法；毛细管自然上升力其几乎是不受任何受力方向的作用与影响；当干净的玻璃毛细管插入液体中时，在此液体能润湿毛细管壁的情况下，借助液体表面张力的作用，液体沿毛细管上升，直到上升的力(2πγcosθ)被液柱的重力(πr²ρgh)所平衡而停止上升，即：2πγcosθ＝πr²ρgh             (1)整理(1)式，得到：$\mathrm{\γ}=\frac{r^2\mathrm{\ρgh}}{2\cos \mathrm{\θ}}---\left(2\right)$式中：γ为表面张力，r为毛细管直径，ρ为液体密度，g为重力加速度，h为液柱高，θ为接触角；液膜有自动收缩的趋势，这种收缩表面的力就是表面张力；其物理意义在于沿着与表面相切的方向，垂直通过液体表面上任一单位长度收缩表面的力，通常存在表面张力，其单位用mN/m表示；任何液体，在一定的条件下均有一定的表面张力，如水在20℃时的表面张力为72.75mN/m；本发明涉及一种实验室用毛细旋转蒸发原理、工艺及其设备，其依据于毛细管在水相或溶剂相中存在的表面张力现象，并借助于液体的存在的表面张力实现了实验室用毛细旋转蒸发工艺及其设备；本发明的实验室用毛细旋转蒸发工艺依据于毛细管在液相中存在的表面张力现象，并借助于液体固有的溶剂表面张力而加速溶剂的毛细组合、耦合化冷凝、分离及其溶液的实验室用旋转蒸发浓缩；其工艺流程为：见图1；本发明的实验室用毛细旋转蒸发工艺设备流程为：见图2；本发明的实验室用毛细旋转蒸发器，主要包括：毛细旋转蒸发再沸加热器①、耦合化汽液分离器②、毛细旋转冷凝吸嘴组合器③、毛细旋转蒸发组合、耦合化冷凝器④、接管⑤、接管⑥、水浴或油浴热媒⑦、空气或水等冷媒⑧、不凝性气体⑨；毛细旋转蒸发组合、耦合化冷凝器④主要由毛细旋转冷凝吸嘴管束③及其毛细旋转冷凝管束⑩组成；本发明毛细旋转蒸发器加工简单，适用能力强，蒸发原理清晰、合理，特别适用于溶剂的常压旋转蒸发，实现了溶液旋转蒸发新原理、新工艺及其新设备的应用；本发明实验室用毛细旋转蒸发器是通过溶液的不断再沸及其诸多毛细旋转蒸发管束其液体表面张力的作用实现溶剂蒸汽的不断冷凝和排除而实现溶液的浓缩与溶剂的毛细旋转蒸发分离；溶液毛细旋转蒸发的再沸与诸多毛细束冷凝、分离、浓缩已经组合、耦合化成一体化蒸发；再沸通过外加热源如水浴或油浴加热来实现，毛细旋转蒸发通过诸多毛细旋转蒸发管组合化的液体表面张力的作用实现溶剂的自然直接或间接的风冷凝或直接或间接的水冷凝及其排除，进而实现了溶液的旋转蒸发浓缩与溶剂的毛细旋转蒸发冷凝分离；本发明毛细旋转蒸发器排液效果好，工作效率高，节能、低碳、高效。