SIBATA柴田科學(xué)小型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀SRE-M3技術(shù)文獻(xiàn)

摘要
本文對(duì)日本柴田科學(xué)株式會(huì)社（SIBATA SCIENTIFIC）研制的小型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀SRE-M3進(jìn)行了全面的技術(shù)解析。該儀器采用經(jīng)典的旋轉(zhuǎn)成膜、減壓蒸餾與恒溫加熱相結(jié)合的工作原理，專為微量至小規(guī)模樣品的溫和、高效濃縮與溶劑回收而設(shè)計(jì)。其核心特點(diǎn)在于緊湊的模塊化結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定的直流無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)以及無(wú)需潤(rùn)滑的SPC接頭密封系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了在20-250 rpm寬轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的平穩(wěn)運(yùn)行，并保證了高達(dá)3.5 hPa的系統(tǒng)真空度。SRE-M3以其操作簡(jiǎn)便、維護(hù)需求低及良好的兼容性，廣泛應(yīng)用于教學(xué)演示、化學(xué)合成后處理、生物樣品制備及常規(guī)分析濃縮等領(lǐng)域，是處理50-300 mL樣品量的理想工具。

1. 引言

旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀是現(xiàn)代化學(xué)、生物、制藥及食品科學(xué)實(shí)驗(yàn)室中用于溶液濃縮、溶劑分離與回收的基礎(chǔ)設(shè)備。其通過(guò)降低體系壓力、配合加熱與旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)溶劑的快速、溫和蒸發(fā)，尤其適用于熱敏性物質(zhì)的處理。

柴田科學(xué)作為擁有百年歷史的精密儀器制造商，其旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀系列以高工藝穩(wěn)定性、安全性和廣泛的適用性著稱。SRE-M3型號(hào)是該產(chǎn)品矩陣中的緊湊型代表，定位為滿足微量至小量樣品（50-300 mL）的日常處理需求，特別適合于空間有限的實(shí)驗(yàn)臺(tái)面、教學(xué)實(shí)驗(yàn)室以及對(duì)處理通量要求不高的研發(fā)場(chǎng)景。

本文獻(xiàn)旨在詳細(xì)闡述SRE-M3型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀的技術(shù)原理、設(shè)計(jì)特點(diǎn)、規(guī)格參數(shù)及典型應(yīng)用，為用戶提供完整的技術(shù)參考。

2. 儀器工作原理與系統(tǒng)構(gòu)成

2.1 基本工作原理

SRE-M3遵循標(biāo)準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀的工作原理，核心過(guò)程是旋轉(zhuǎn)成膜、減壓蒸發(fā)與冷凝回收的三者協(xié)同。

1. 旋轉(zhuǎn)成膜：樣品置于旋轉(zhuǎn)燒瓶中，燒瓶在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下以恒定速度旋轉(zhuǎn)。離心力使溶液在瓶?jī)?nèi)壁形成一層大面積、持續(xù)更新的薄膜，從而極大地增加了蒸發(fā)表面積，加速蒸發(fā)過(guò)程。

2. 減壓蒸發(fā)：系統(tǒng)通過(guò)真空泵抽真空，顯著降低體系內(nèi)溶劑的沸點(diǎn)，使得溶劑能夠在遠(yuǎn)低于常壓沸點(diǎn)的溫度下劇烈氣化。這避免了目標(biāo)產(chǎn)物因長(zhǎng)時(shí)間高溫而分解或變性，實(shí)現(xiàn)了溫和蒸發(fā)。

3. 冷凝回收：蒸發(fā)產(chǎn)生的溶劑蒸氣經(jīng)由V型雙重蛇管式冷凝器，被循環(huán)冷卻介質(zhì)（通常為水或乙二醇溶液）迅速冷凝為液體，滴落并收集于接收燒瓶中，完成與高沸點(diǎn)組分的分離。

2.2 系統(tǒng)模塊化構(gòu)成

SRE-M3采用模塊化、無(wú)玻璃框架的設(shè)計(jì)理念，其主要由以下部分構(gòu)成：

• 驅(qū)動(dòng)單元：包含直流無(wú)刷電機(jī)和控制電路，是整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)力與核心。

• 蒸發(fā)與冷凝玻璃組件：包括標(biāo)準(zhǔn)300 mL茄形旋轉(zhuǎn)燒瓶、0.114 m2冷卻面積的雙重蛇管冷凝器以及250 mL圓底接收燒瓶。所有玻璃部件均采用高硼硅玻璃（如JR-1）制造，具有良好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)惰性。

• 支架系統(tǒng)：用于支撐和固定驅(qū)動(dòng)單元與玻璃組件。

• 外置加熱?。ㄐ枇碣?gòu)）：儀器標(biāo)準(zhǔn)配置中不包含加熱水浴。用戶可根據(jù)實(shí)驗(yàn)所需的溫度范圍，靈活選配柴田科學(xué)或其他品牌的各類恒溫水浴或油浴槽，兼容性強(qiáng)。

3. 核心設(shè)計(jì)特點(diǎn)與技術(shù)規(guī)格

3.1 核心設(shè)計(jì)特點(diǎn)

1. 穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：采用15W直流無(wú)刷電機(jī)，即使在低至20 rpm的轉(zhuǎn)速下也能提供平穩(wěn)、無(wú)脈動(dòng)的旋轉(zhuǎn)扭矩，確保液膜均勻，這對(duì)于處理易揮發(fā)或易發(fā)泡樣品至關(guān)重要。

2. 免維護(hù)的密封設(shè)計(jì)：旋轉(zhuǎn)軸與玻璃組件的關(guān)鍵連接處采用特殊的SPC（透明）接頭。這種設(shè)計(jì)無(wú)需像傳統(tǒng)密封方式那樣定期涂抹真空脂或潤(rùn)滑油，既簡(jiǎn)化了操作，也避免了樣品被污染的風(fēng)險(xiǎn)，降低了日常維護(hù)工作量。

3. 緊湊的結(jié)構(gòu)與高真空性能：儀器設(shè)計(jì)小巧，整機(jī)尺寸為410 mm (寬) × 320 mm (深) × 650 mm (高)，重量約6.5 kg（含支架）。盡管體積緊湊，但其采用油封式真空密封，可維持系統(tǒng)真空度達(dá)3.5 hPa，足以滿足大多數(shù)常見(jiàn)溶劑的快速蒸發(fā)需求。

3.2 詳細(xì)技術(shù)規(guī)格

下表匯總了SRE-M3型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀的主要技術(shù)參數(shù)：

4. 應(yīng)用領(lǐng)域

憑借其小量、高效、溫和的處理特性，SRE-M3適用于多個(gè)領(lǐng)域：

• 教學(xué)與基礎(chǔ)科研：體積小巧，操作直觀，非常適合高等院校和職業(yè)學(xué)校的化學(xué)、生物相關(guān)課程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)和基礎(chǔ)演示。

• 有機(jī)合成與藥物化學(xué)：用于毫克至克級(jí)合成反應(yīng)的后處理，快速濃縮反應(yīng)液或萃取液，純化中間體及最終產(chǎn)物。

• 生物技術(shù)與食品科學(xué)：溫和濃縮蛋白質(zhì)溶液、酶制劑、天然產(chǎn)物提取液（如植物提取物、香精香料），避免活性成分失活。

• 分析測(cè)試前處理：在環(huán)境檢測(cè)、食品分析等領(lǐng)域，用于濃縮痕量污染物樣品，提高檢測(cè)靈敏度。

5. 操作與安全注意事項(xiàng)

雖然SRE-M3設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔，但遵循規(guī)范操作對(duì)確保實(shí)驗(yàn)成功、人員安全及儀器壽命至關(guān)重要。

1. 安裝與準(zhǔn)備：將儀器穩(wěn)固放置。連接真空泵（需另購(gòu)）和冷卻水循環(huán)器（需另購(gòu)）。確保所有玻璃接口對(duì)齊并適度緊固，避免應(yīng)力過(guò)載。加熱水浴需用戶另行配置并獨(dú)立操作。

2. 加料：樣品體積不宜超過(guò)旋轉(zhuǎn)燒瓶容量的一半?？赏ㄟ^(guò)系統(tǒng)真空負(fù)壓吸入樣品。

3. 啟動(dòng)順序：通常為先啟動(dòng)冷卻系統(tǒng)，然后啟動(dòng)真空泵并調(diào)節(jié)至合適真空度，最后設(shè)置旋轉(zhuǎn)速度并開始加熱水浴。結(jié)束時(shí)應(yīng)先停止加熱和旋轉(zhuǎn)，解除真空，最后關(guān)閉冷卻。

4. 安全要點(diǎn)：

• 嚴(yán)禁干燒：任何情況下，加熱浴槽內(nèi)必須有足夠的傳熱介質(zhì)（水或油）后才能通電加熱。

• 真空安全：實(shí)驗(yàn)結(jié)束或中斷時(shí)，務(wù)必先通大氣釋放系統(tǒng)真空，防止真空泵內(nèi)工作液倒吸。

• 防止玻璃破損：輕拿輕放玻璃部件，確保旋轉(zhuǎn)瓶在升降過(guò)程中不受阻礙。

6. 結(jié)論

SIBATA柴田科學(xué)SRE-M3小型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀是一款設(shè)計(jì)精良、專注于小規(guī)模樣品處理的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)室工具。它通過(guò)直流無(wú)刷電機(jī)穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)和創(chuàng)新的SPC免潤(rùn)滑密封兩大核心技術(shù)，在緊湊的機(jī)身內(nèi)實(shí)現(xiàn)了可靠的蒸發(fā)性能與極低的維護(hù)需求。其模塊化設(shè)計(jì)，特別是與外部加熱浴的靈活搭配，為用戶提供了高度的配置自由度。

該儀器契合了教學(xué)實(shí)驗(yàn)室、合成實(shí)驗(yàn)室以及常規(guī)分析實(shí)驗(yàn)室中對(duì)小量樣品進(jìn)行高效、溫和濃縮的日常需求，以其出色的性價(jià)比、操作簡(jiǎn)便性和柴田品牌固有的耐用性，成為這些應(yīng)用場(chǎng)景下的理想選擇。