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干燥的精确供给:柴田科学DAP-10干气泵的隔膜式无油设计与低温反应防结露
更新时间:2026-02-22
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在化学合成与反应工程的微观世界里,气氛控制往往是决定反应路径与产物纯度的关键变量。当反应需要在低温条件下进行时,空气中的微量水分遇冷凝结,不仅可能干扰反应平衡,更可能对敏感的有机金属试剂、无水溶剂或催化剂造成不可逆的失活。传统的干燥气体供给方式——如高压钢瓶或大型干燥气发生器——在实验室小规模反应中往往显得笨重而浪费,且无法针对单个反应装置实现灵活的气源配置。
日本柴田科学(SIBATA)作为拥有百年精密仪器制造历史的品牌,其DAP-10干气泵正是为破解这一实验室日常痛点而生的精巧解决方案。这款专为反应装置配套设计的干燥空气泵,以其隔膜式无油结构、2L/min的稳定流量与模块化的HPLC螺口瓶集成设计,在实验室规模的反应气氛控制与低温防结露领域确立了不可替代的实用地位。
DAP-10的设计原点源于一个核心洞察:对于实验室规模的反应,干燥气氛的供给应当与反应器本身一样灵活、简洁且可定制。传统的大型干燥气源设备,不仅占用宝贵的通风橱空间,其固定的输出流量与压力也难以适配不同规模反应容器的具体需求;而一次性高压钢瓶则在用完后需更换,产生空瓶积压与物流成本。
DAP-10的设计哲学可概括为 “无源自制,即需即用" 。设备本身不包含复杂的干燥剂再生或冷干系统,而是采用简单的物理吸附原理——通过让环境空气流经置于HPLC螺口瓶中的干燥剂(如硅胶、分子筛),现场制备干燥空气,直接输送至反应容器内。这种设计将干燥气源与反应器之间的物理距离缩短至几乎为零,避免了长管路输送过程中的二次吸湿,同时赋予用户根据反应需求自由选择干燥剂类型的极大灵活性。
DAP-10的技术内核虽以简洁为设计导向,但其每一处细节都体现了柴田科学对实验室应用场景的深刻理解。
1. 隔膜式无油泵结构——洁净供气的基础保障
DAP-10采用隔膜式气泵作为动力核心。这一选择具有双重意义:首先,无油润滑的设计杜绝了传统油润滑泵可能带来的油气挥发污染,确保输送至反应容器的干燥空气中不含油雾成分,这对于对痕量污染物极为敏感的有机合成反应至关重要;其次,隔膜泵的结构简单、易损件少,且对间歇性启停工作模式适应良好,非常适合实验室中按需供气的使用场景。泵的性能参数为:流量2L/min以上(AC100V 50Hz时),大排出压力6.6kPa。这流量与压力设计,恰好满足多数实验室规模反应容器(如烧瓶、反应釜)的顶部空间吹扫或保护气氛需求。
2. HPLC螺口瓶集成——干燥模块的自由定制
这是DAP-10具特色的设计亮点。设备未内置固定的干燥管或干燥塔,而是提供一个标准GL-45螺口瓶架,用户可自行装入HPLC用螺口瓶(配件中包含1个),并在瓶中填充所需的干燥剂。环境空气在泵的驱动下,首先通过带有中管过滤器的清洗瓶盖进入干燥剂层,水分被吸附截留,干燥后的空气再经由出气管路输送至反应装置。
这一设计的精妙之处在于:
干燥剂选择自由:用户可根据反应对干燥程度的需求,选择硅胶(常规干燥)、分子筛(深度干燥)、活性氧化铝或复合干燥剂,甚至可根据待处理溶剂特性选择具有特定吸附选择性的材料。
干燥剂更换便捷:HPLC螺口瓶为标准实验室耗材,旋开瓶盖即可更换或再生干燥剂,无需拆卸整机或使用特殊工具。
干燥状态可视:若使用变色硅胶,可从透明瓶身直接观察干燥剂的吸水饱和程度,及时进行更换或烘干再生,确保供气质量的持续可靠。
3. 防结露应用设计——低温反应的保护屏障
DAP-10的核心应用场景之一,便是低温反应时的结露抑制。当反应需要在冰浴、干冰浴或低温循环浴中进行时,反应容器外部温度远低于环境露点,空气中的水分极易在容器外壁及连接管路内壁凝结成液态水,若反应体系密闭性不佳或需持续通气,这些凝结水可能被吸入反应体系,造成破坏性后果。DAP-10通过持续向反应容器内通入干燥空气,使容器内部保持正压干燥气氛,从源头杜绝水分进入的可能,同时也可对反应容器外部进行吹扫,减少结露现象。
DAP-10不仅在原理上独树一帜,其精准的硬件参数与完整的配件体系更直接定义了其在实验室应用中的可靠性与便捷性。
| 特性维度 | 柴田科学 DAP-10 关键技术参数与特性 |
|---|---|
| 核心原理 | 隔膜式无油泵 + 干燥剂瓶模块化集成 |
| 泵方式 | 隔膜式,无油润滑,确保供气洁净 |
| 流量 | 2 L/min 以上(AC100V 50Hz时) |
| 大排出压力 | 6.6 kPa |
| 干燥剂模块 | 适配标准GL-45螺口HPLC瓶,用户自行填充干燥剂 |
| 喷嘴外径 | φ7 mm(进气/出气口) |
| 电源与功耗 | AC100V 50/60Hz,40mA |
| 设备尺寸 | 130(W) × 200(D) × 350(H) mm |
| 设备重量 | 约 2 kg(不含干燥剂) |
| 标准配件 | HPLC螺口瓶1个、清洗瓶用中管过滤器1个、开孔螺口盖GL-45 1个、清洗瓶支架1套、EPDM橡胶片1张、硅胶软管(φ5×φ11mm)2m、保险丝(0.5A)1个、电源线1根、插座适配器1个 |
| 产地 | 日本 |
| 注意事项 | 干燥剂需用户另行准备;电源为AC100V规格,使用时需搭配变压器 |
DAP-10凭借其简洁的设计与可靠的性能,成为众多化学与生物实验室的常备工具。
低温反应防结露(核心应用):在需要进行低温搅拌、低温滴加或低温淬灭的反应中,向反应容器内持续通入干燥空气,防止反应体系内壁及外部管路结露,避免水分侵入。
无水无氧操作的辅助气源:在对空气或水分敏感的有机合成(如格氏反应、锂化反应、Schlenk操作)中,DAP-10可作为惰性气体保护(如氮气、氩气)的补充或替代方案,用于反应前的容器吹扫或反应过程中的顶部空间保护。需要注意的是,干燥空气本身仍含氧气,不可用于严格的无氧操作。
样品干燥与保存:可用于干燥器的连续吹扫,或在将易潮解样品转移至手套箱前,对样品容器进行外部干燥空气吹扫,减少转移过程中的吸湿。
分析仪器辅助气源:可作为某些对气体纯度要求不高的分析仪器(如部分红外光谱仪样品仓吹扫、热重分析仪气氛控制)的简易干燥气源,降低运行成本。
实验室局部环境干燥:在潮湿季节,可用于对显微镜、精密天平、试剂柜等设备内部进行干燥空气吹扫,防止光学镜头霉变或试剂吸潮。
DAP-10的不仅体现在其核心性能,更渗透于每一处细节设计。EPDM橡胶片的配备,可在设备与台面之间形成减振缓冲,减少泵体振动向工作台面的传递,降低噪音干扰。附带的硅胶软管(φ5×φ11mm),采用内径5mm、外径11mm的规格,既保证了足够的通气截面积,又具备良好的柔韧性,便于连接不同口径的反应容器接口。清洗瓶用中管过滤器的设计,确保空气在进入干燥剂层前经过初步过滤,防止环境中的颗粒物污染干燥剂并延长其使用寿命。
值得注意的是,DAP-10的电源规格为AC100V,在非日本市场(如中国大陆220V供电区域)使用时,需配备合适的变压器。这一细节提醒用户,这是一款为日本本土市场设计的精密仪器,其电气部件与安全认证均基于100V供电体系,使用时应严格遵守电压匹配要求。
从隔膜式无油结构到HPLC螺口瓶模块化集成,从2L/min的稳定流量到2kg的轻巧,从低温反应的防结露保护到样品干燥的灵活应用——柴田科学DAP-10干气泵,以其对实验室真实需求的深刻洞察与对工程细节的精益求精,在反应气氛控制这一专业领域建立了一套简洁、可靠且经济的实用标准。它不仅仅是一台输送干燥空气的泵,更是一位默默守护化学反应的“气氛管家",将那些肉眼不可见却足以决定反应成败的微量水分,隔绝于反应体系之外,为追求精准与可重复的合成化学研究,提供了一份源自百年匠心的可靠解答。