SIBATA柴田科学旋转蒸发仪的工作原理和产品特性

一、工作原理：真空蒸发与智能控制的协同作用

1. 旋转薄膜蒸发系统

• 离心力驱动：电机驱动旋转瓶以 10-280rpm 的速度旋转

• 液体在离心力作用下均匀涂布于瓶壁形成薄膜，蒸发面积比静态蒸发扩大 3-5 倍

• 例如，R-300 型号通过电动千斤顶调节烧瓶浸入加热浴的深度，适配 50mL 至 5L 的样品量

• 动态平衡设计：采用蜗杆齿轮传动系统，确保高速旋转时的稳定性，避免液体飞溅。部分型号（如 R-220 Pro）配备自动连续进样功能，支持长时间无人值守操作

2. 真空负压控制

• 多级真空系统：与 PTFE 隔膜泵（如 V-300 型）联动，可将系统压力降至 0.098MPa 以下

• I-300 Pro 接口控制器通过预设程序调节真空度，例如在蒸馏高沸点溶剂时自动提高负压，减少热降解风险

• 智能防暴沸：内置泡沫传感器实时监测蒸发状态，当检测到异常起泡时自动调整真空度或暂停程序，避免样品损失

3. 精准温控与冷凝回收

• 水浴 / 油浴双模式：B-305 型加热槽可在 20-400℃范围内精确控温（±1℃），支持硅油、水等多种介质

• 例如，在制药行业浓缩热敏性抗生素时，可将温度设定在 40℃以下，保留 95% 以上的活性成分

• 高效冷凝设计：采用底部连接软管的蛇形冷凝管，降低重心的同时增加冷却面积。部分型号（如 R-100V P+G）标配双层冷凝盘管，可将蒸汽液化效率提升至 98% 以上

4. 安全冗余机制

• 断电保护：突发停电时，电动千斤顶自动将烧瓶提升至加热槽上方，防止样品过热损毁

• 过热防护：加热槽内置独立限温报警系统，超过设定温度时自动切断电源，避免干烧引发事故

二、产品特性：模块化设计与用户导向创新

1. 耐用性与抗腐蚀性

• 全不锈钢架构：支架和加热槽采用 316L 不锈钢材质，表面喷涂防腐蚀涂层，可耐受强酸（如浓硫酸）和有机溶剂的长期侵蚀

• PTFE 密封技术：真空接口、阀门等关键部件采用聚四氟乙烯（PTFE）材料，耐温范围 - 200℃至 260℃，且摩擦系数低，可减少维护频率

• 例如，密封圈寿命比传统橡胶材质延长 3 倍以上

2. 智能化操作体验

• 可编程控制：通过 I-300 Pro 控制器预设多达 10 组蒸馏程序，可远程监控真空度、转速、温度等参数。例如，在天然产物提取中，可设定 “预抽真空→低速旋转→梯度升温" 的自动化流程

• 移动终端互联：R-300 型号支持 LAN 网络连接，用户可通过手机 APP 实时查看运行状态，接收异常报警通知，实现实验室无人化管理

3. 灵活的系统扩展性

• 模块化玻璃组件：提供 7 种冷凝管类型（如回流型、冷阱型）和多种容量的旋转瓶（0.5L-10L），可快速切换蒸馏、回流、重结晶等实验模式

• 例如，在有机合成中，通过更换蛇形冷凝管和接收瓶，可同时实现溶剂回收和产物纯化。

• 兼容性设计：主机与加热槽分离式结构支持独立升级，例如将 B-301 水浴槽替换为 B-305 油浴槽，无需更换整个系统

4. 人体工学优化

• 电动升降系统：玻璃部件的升降行程达 120-150mm，操作界面位于设备前方，减少实验人员弯腰或踮脚的动作

• 快速法兰接头：旋转瓶与蒸汽导管采用快速连接设计，单手即可完成拆卸，提高操作效率

三、典型应用与行业解决方案

1. 制药与生物工程

• 药物中间体浓缩：在抗肿瘤药物合成中，使用 R-220 Pro 型号配合低温循环泵，可在 30℃、0.08MPa 条件下浓缩乙腈溶液，溶剂回收率超过 92%

• 疫苗纯化：通过泡沫传感器和真空反馈控制，可安全处理含表面活性剂的疫苗悬浮液，避免传统蒸馏中的蛋白质变性问题

2. 精细化工与新能源

• 锂电池电解液回收：某新能源企业采用定制化旋转蒸发仪，通过真空负压（0.095MPa）和 60℃恒温，实现 NMP 溶剂的闭环回收，年节约成本超千万元

• 香料提取：在分子调酒术中，利用 SIBATA 设备在常温下蒸馏水果精油，保留天然香气成分的完整性，例如从蓝莓中提取芳樟醇等挥发性物质

3. 环境监测与食品科学

• 水样预处理：在水质检测中，通过旋转蒸发浓缩农药残留提取物，结合 GC-MS 分析，可将检测限降低至 ppb 级别

• 食品添加剂生产：在浓缩天然色素时，采用低真空（0.05MPa）和 45℃水浴，可避免高温导致的色泽退化，例如从番茄中提取类胡萝卜素的色价损失小于 5%

四、维护与长期使用建议

1. 日常维护

• 定期清洁：使用后立即用去离子水冲洗玻璃部件，顽固污渍可用稀盐酸浸泡。加热槽每季度需排空并清洗水垢，防止热传导效率下降

• 润滑保养：旋转轴每季度添加耐高温润滑脂，电机轴承每半年检查运转状态，避免异常噪音

2. 部件更换周期

• 密封圈：建议每 6 个月更换一次 PTFE 密封圈，更换前需用乙醇清洁密封面并涂抹真空脂

• 真空泵油：隔膜泵运行 500 小时后需更换真空泵油，避免油液乳化影响真空度

3. 故障排查

• 真空度不足：依次检查密封圈老化、管路泄漏、真空泵油污染等问题，必要时使用氦质谱检漏仪定位漏点

• 温度波动：若加热槽显示温度与实际值偏差超过 2℃，需校准 PT100 传感器或更换温控模块

五、技术对比与市场定位

• 成本控制：同类配置的 R-300 型号价格比 BUCHI R-220 Pro 低约 30%，且维护成本更低（如 PTFE 密封圈更换费用减少 50%）

• 定制化支持：针对中国市场需求，可提供适配国产真空泵的接口模块，降低用户采购成本

• 响应速度：在中国设有多个备件仓库，关键部件（如加热管、传感器）的交付周期缩短至 24 小时内。

六、未来技术趋势

结语