Фильтрация заключается в блокировке взвешенных частиц в жидкости с помощью мембранных фильтров или пористых материалов, тем самым разделяя твердые и жидкие вещества в гетерогенной смеси для выполнения разделения и осветления.
Существует 3 распространенных метода лабораторной фильтрации: под действием силы тяжести, вакуума и давления.
Соответствующий метод фильтрации следует выбирать в соответствии с характеристиками фильтруемой пробы, эффективностью удаления взвешенных частиц и временем, затраченным на фильтрацию.
Области применения вакуумной фильтрации
- Фильтрация водных растворов, таких как взвешенные вещества, микроорганизмы и т.д.
- Осветление питательных сред для культивирования клеток и буферов.
- Разделение химического синтеза.
- Грубая фильтрация промышленного растворителя.
Принципы вакуумной фильтрации
Вакуумная фильтрация также известна как фильтрация под отрицательным давлением, фильтрация под пониженным давлением или всасывающая фильтрация. Вакуумная фильтрация заключается в создании отрицательного давления в контейнере под мембраной и ускорении прохождения жидкости через мембрану для отделения твердого вещества от жидкости.
Вакуумная система для фильтрации
Устройство для вакуумной фильтрации часто включает в себя такое оборудование, как вакуумный насос, предохранительная ловушка, держатель фильтра и приемная колба.
1. Лабораторный вакуумный насос для фильтрации
Вакуумный насос, используемый при вакуумной фильтрации, предназначен для извлечения молекул газа в определенном пространстве (обычно в лабораторной колбе или бутылке) для достижения определенной разницы давлений и ускорения фильтрации. Как правило, насос с вакуумом 0,09 МПа способен выполнять большинство экспериментов по фильтрации, поскольку 0,09 МПа представляют собой разницу давлений в 90%. Лишь в немногих экспериментах могут потребоваться насосы с более высоким вакуумом.
Как правильно выбрать вакуумный насос?
- Выберите тип насоса, определив образец, будь то обычный водный раствор, органический растворитель или агрессивная среда.
- Выберите подходящий вакуум в соответствии с состоянием образца, таким как количество взвешенных частиц, вязкость жидкости и т.д. Как правило, для получения удовлетворительных результатов более вязким образцам или образцам с большим количеством примесей требуется более высокий вакуум.
- Выберите подходящую производительность насоса в зависимости от объема фильтровальной емкости. Чем больше фильтровальная емкость, тем выше требуется производительность.
! Совет по выбору безмасляных вакуумных насосов вместо масляных:
- Стабильная степень вакуума и эффективность декомпрессии при различных температурах.
- Более экологичны, поскольку не нуждается в замене масла.
- Нет выбросов масляного тумана в лабораторию.
2. Предохранительная ловушка
Предохранительная ловушка обычно устанавливается между насосом и бутылкой-приемник в вакуумной системе фильтрации. Предохранительная ловушка используется для предотвращения обратного попадания фильтрата в насос из-за неправильной работы, что может привести к повреждению насоса. Предохранительной ловушкой в лабораторной системе фильтрации может быть стеклянная бутылка для отходов.
3. Держатель фильтра
Держатели фильтров удерживают мембраны фильтров и обеспечивают прохождение. Они могут быть закреплены на верхней части бутылок-приемников с помощью силиконовых пробок или механизма блокировки отжима.
4. Приемная колба
Приемные колбы - это емкости, соединенные с вакуумным насосом и собирающие фильтрат, также известные как всасывающая колба или колба для отходов. Иногда они соединяются с предохранительной ловушкой с помощью силиконовых трубок.
Как правильно выбрать держатели фильтров и приемные колбы?
- Держатели фильтров следует выбирать в зависимости от объема образца. Общий размер держателя фильтра включает 25 мм, 47 мм и 90 мм (в диаметре). Чем больше объем образца, тем большего размера рекомендуется держатель.
- Материал держателя фильтра и колб-приемников следует выбирать в соответствии с химическими характеристиками растворителя(ов) образца.
Вакуумные лабораторные насосы для фильтрации — что лучше выбрать?
Вакуумные насосы для работы с водой и слабыми химическими веществами
Вакуумные насосы для слабых химических веществ должны быть:
- с различными скоростями потока, которые соответствуют количеству держателей фильтров;
- со встроенными аксессуарами и материалов головок/диафрагм;
- желательно подходить для фильтрации под давлением;
- и соответствовать вашим потребностям и бюджету.
Идеальным выбором для фильтрации воды и слабых химических веществ является мембранный вакуумный насос Leybold DIVAC 0.6 L. Они выпускаются из различных материалов головки / диафрагмы для обработки различных химических паров, выделяющихся во время фильтрации. Характеризуются высоким уровнем надежности, подходят для перекачки влажных и парообразных сред и сохраняют свои эксплуатационные характеристики на протяжении всего срока службы, независимо от условий эксплуатации. Мембранные насосы Leybold DIVAC 0.6 L обладают хорошей производительностью 0,6 м3/ч и способны создавать вакуум до 8 мбар.
Поршневые насосы DVP являются стандартными сухими насосами и эффективны для фильтрации водных или буферных растворов, которые не являются сильно кислыми или щелочными. Расход колеблется от 16 до 45 л/мин при 60 Гц, а вакуум - от 133 мбар до 80 мбар. Особенности этих моделей включают регуляторы вакуума и давления с манометрами, ловушку жидкости на входе с шаровым краном для предотвращения случайного попадания раствора в насос и глушитель на выходе для снижения шума.
Вакуумные насосы для работы с умеренной и высокой химической нагрузкой
Вакуумные насосы для химически активных веществ должны быть:
- с различными скоростями потока, которые соответствуют количеству держателей фильтров;
- с химически стойкой конструкции;
- с регулировкой вакуума;
- и соответствовать вашим потребностям и бюджету.
Мембранные вакуумные насосы Вакуумтех НВМК-20XB с химически стойкой конструкцией подходят для фильтрации органических растворителей, кислот и щелочей. По этой причине мембранные насосы обычно используются в таких приложениях, как фильтрация осадка в реакциях синтеза и твердофазная экстракция. Уровень вакуума для этих моделей обеспечивает достаточно глубокий вакуум, чтобы создать перепад давления в фильтрующей колбе с атмосферным давлением для ускорения фильтрации. В то же время насосы подбираются таким образом, чтобы не создавать слишком глубокого вакуума, приводящего к “кипению” большинства фильтратов, собранных в фильтровальной колбе.
Промышленный мембранный вакуумный насос Вакуумтех НВМ-3Х с контактными поверхностями из PTFE (фторопласта) для фильтрации органики, щелочей и кислот. Материал конструкции - алюминий с покрытием из PTFE, футеровка из PTFE для диафрагмы и входной фитинг из фторированного пластика. Максимальный вакуум 80 мбар. Расход 3 м3/час. Включает в себя глушитель выхлопных газов, а также штуцер для шланга для отвода выхлопных газов в вытяжной шкаф.