เทคนิคการใช้งานเครื่องระเหยแบบหมุน (Evaporator)
เครื่องระเหยสารแบบหมุนตอบสนองการใช้งานที่หลากหลาย ได้แก่ งานทางเภสัชกรรม: การกลั่น การเพิ่มความเข้มข้น และการทำแห้ง งานทางเคมีภัณฑ์: การเพิ่มความเข้มข้น ปฏิกิริยารีฟลักซ์ การตกผลึกซ้ำ งานทางด้านวิชาการ/การศึกษา: การระเหยสารทุกรูปแบบ งานทางอาหาร/เครื่องดื่ม: การกลั่น การเพิ่มความเข้มข้น และการทำแห้ง งานทางอาหารสัตว์: การกลั่น การเพิ่มความเข้มข้น และการทำแห้ง การวิเคราะห์ด้านสิ่งแวดล้อม: การสกัดแบบซอกห์เลต (Soxhlet) การเพิ่มความเข้มข้น
การปรับพารามิเตอร์
การระเหยที่เหมาะสมเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการกลั่นให้สูงขึ้น ช่วยประหยัดเวลา อนุรักษ์พลังงาน และลดผลกระทบที่มีต่อสิ่งแวดล้อมได้ ต้องมีการปรับพารามิเตอร์ต่างๆ ดังนี้
1) การใช้ปั๊มเพื่อลดความดัน ซึ่งความดันมีผลต่อจุดเดือดของสาร สารที่ถูกกดอากาศทำให้ระเหยยากกว่า การลดความดันเป็นการทำให้สารที่มีจุดเดือดสูงๆ ให้ระเหยได้ที่อุณหภูมิต่ำๆ เช่น DMSO ซึ่งจะทำให้สารไม่เสียสภาพ โดยตั้งอุณหภูมิที่ water bath ที่ 40-60 องศาเซลเซียส เพื่อไม่ให้สารตัวอย่างเสียสภาพ
2) การตั้งค่าอุณหภูมิให้เหมาะสมและมีประสิทธิภาพในการระเหยสาร คือ การใช้กฎ DT=20°C โดยการตั้งค่าอุณหภูมิที่ water bath (T1), Vapor temp (T2), Cooling temp (T3) DT1=T1-T2 =20°C และ DT2=T2-T3 =20°C
3) ในการลดความดันของปั๊ม อย่าให้ความดันลดลงเร็วเกินไป จะทำให้เกิดการ bumping
4) ช่วงของการควบแน่นตัวอย่างต้องอยู่ในช่วง 2 ใน 3 ของความสูงของ condenser ถ้าสูงเกินไปจะทำให้สารเกิดการ loss เข้าสู่ปั๊ม
5) ความเร็วในการหมุนขวดตัวอย่าง ต้องหมุนที่ความเร็ว 280 rpm ทำให้ประสิทธิภาพในการกลั่นสูงขึ้น
6) ความหนาของขวดระเหย ใช้ขวดระเหยความหนา 1.8 มิลลิเมตร (1 ลิตร) เพื่อการส่งผ่านอุณหภูมิที่ดีที่สุดโดยมีความปลอดภัยสูง
7) ขนาดของขวดกลั่น เลือกขวดระเหยที่รองรับได้ประมาณสองเท่าของปริมาตรตัวอย่างเริ่มต้น ขวดขนาดใหญ่ 1 ลิตร (100%) ทำให้มีพื้นที่ผิวมากขึ้น ทำให้ประสิทธิภาพในการกลั่นดีกว่าขวดขนาดเล็ก 250 ml (38%), 500 ml (51%)
8) มุมเอียงตัวอย่างในขวด ต้องให้มีพื้นที่ผิวของตัวอย่างมากที่สุด และการเอียงของ condenser ต้องเอียง 25° ซึ่งตั้งตรงในแนวดิ่ง
การบำรุงรักษาเบื้องต้น
1) ให้ทำการตรวจเช็คข้อต่อต่างๆ เดือนละครั้ง
2) สายน้ำและสายปั๊ม ควรทำการเปลี่ยนจากสายสีแดง ให้เป็นสายสีดำที่ทำมาจาก EDPM (ethylene rubber) ซึ่งทำให้ไม่มีฝุ่น
3) ในเครื่องรุ่นใหม่ จะมีรูที่ปลายท่อของ condenser ที่มีขนาดใหญ่ขึ้น เพื่อสะดวกในการทำความสะอาด
4) ในเครื่องรุ่นใหม่ มี silicone รองรับน้ำที่ควบแน่นลงมาจาก condenser
5) ในเครื่องรุ่นใหม่ มี stop cock ที่ทำจาก PE ทำให้ใช้งานได้ต่อเนื่อง
6) ในเครื่องรุ่นใหม่ มี level sensor เพื่อเอาติดที่ขวด receive flask เมื่อระดับของตัวทำละลายอยู่ในระดับที่ต้องการจะสั่งให้ปั๊มหยุดทำงาน
7) ถ้าเอา condenser ออกไม่ได้จากตัวเครื่อง ให้นำไปต้มที่ 90 องศาเซลเซียส
8) การเช็คค่า vacuum ว่ารั่วจุดไหน มีขั้นตอนการตรวจเช็คดังนี้
- ถอดสาย vacuum ออกจาก condenser
- เปิดปั๊ม
- ใช้มือปิดรูไว้ แล้วดูที่หน้าจอ ถ้ามีค่า Pressure ที่ 10 mbar แสดงว่าไม่รั่ว
- ถ้าไม่มีค่า Pressure ที่ 10 mbar ให้กลับข้างซิลสีแดง เทปลอนตรงขวดดัก (เป็นขวดแก้วทรงกระบอกที่อยู่ทางซ้ายของตัวเครื่อง)
- เช็คซิลทุกรอยต่อ
- ซิลต้องอยู่ติดกับ condenser
ที่มา: จากการเข้าร่วมการสัมมนาเชิงปฏิบัติการ เทคโนโลยีเพื่อการวิจัย พัฒนา และการควบคุมคุณภาพในห้องปฏิบัติการ ในวันพฤหัสบดีที่ 7 กรกฎาคม 2559 ณ ห้องพวงคราม สำนักบริการวิชาการ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ (UNISERV CMU) ตามหนังสือขออนุญาตเดินทางไปราชการ เลขที่ ศธ.0523.4.4/339 ลงวันที่ 1 กรกฎาคม 2559