TÌM HIỂU VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP BAY HƠI MẪU (CÔ MẪU)

phương pháp bay hơi cô mẫu

Nguyên lý chung

Bay hơi là quá trình hóa hơi của chất lỏng trên bề mặt dung dịch. Ngược lại với bay hơi là quá trình ngưng tụ. Thông thường, quá trình cô mẫu dùng phương pháp bay hơi trên bề mặt để tránh hiện tượng quá nhiệt do đun sôi.

Các yếu tố chính ảnh hưởng đến quá trình bay hơi: nhiệt độ, áp suất, diện tích bề mặt và khả năng loại bỏ pha hơi.

· Nhiệt độ: Ở nhiệt độ càng cao, các phân tử gần bề mặt phân cách càng chuyển động hỗn độn. Chúng trao đổi năng lượng với nhau và bứt khỏi liên kết phân tử để thoát ra khỏi pha lỏng.

· Áp suất: Trong một hệ kín, nếu áp suất giảm thì điểm sôi của dung môi cũng giảm theo. Mức độ giảm áp suất tùy thuộc loại dung môi sử dụng. Việc này tạo điều kiện cho dung dịch bay hơi dung môi ở nhiệt độ thấp.

· Diện tích bề mặt: Diện tích bề mặt càng lớn, các phân tử gần bề mặt phân cách càng dễ thoát ra khỏi pha lỏng.

Khả năng loại bỏ pha hơi: Khi dung môi bay hơi, các phân tử thoát ra tạo thành một lớp hơi trên bề mặt pha lỏng-khí. Lớp hơi này sẽ “chui” lại vào pha lỏng tạo thành sự ngưng tụ. Khi lớp hơi này bão hòa, quá trình bay hơi đạt cân bằng. Nếu loại bỏ lớp hơi này (dùng phương pháp thổi khí, bơm hút…) thì quá trình bay hơi sẽ được tiếp tục.

áp suất lên nhiệt độ sôi của một số dung môi

Ảnh hưởng của áp suất lên nhiệt độ sôi của một số dung môi

 

Các phương pháp bay hơi

Có 03 phương pháp bay hơi cơ bản: cô quay chân không, ly tâm chân không và gia nhiệt thổi khí.

minh họa phương pháp bay hơi mẫu

Minh họa các phương pháp bay hơi mẫu

a) Phương pháp cô quay chân không

Nguyên lý của máy cô quay chân không là dùng lực hút chân không tạo áp suất thấp trong bình chứa mẫu, dẫn đến giảm nhiệt độ sôi của dung dịch. Bình chứa mẫu được quay đều và đặt trong bể ổn nhiệt để tăng diện tích tiếp xúc của dung dịch mẫu. Khi kết hợp các yếu tố trên, mẫu bay hơi đi qua ống ngưng tụ làm lạnh sẽ chuyển sang thể lỏng và được hứng trong bình chứa dung môi thu hồi.

Hệ thống cô quay Heidolph đi kèm bơm chân không và bể làm lạnh

Hệ thống cô quay Heidolph đi kèm bơm chân không và bể làm lạnh

Ø Ưu điểm:

Phù hợp bay hơi các mẫu thể tích lớn

Phù hợp cho các loại dung môi có nhiệt độ sôi từ thấp đến cao

Bình cô quay giúp tăng diện tích bay hơi hiệu quả

Phù hợp cho các loại mẫu hóa học và thực phẩm

Các dòng máy cô quay chân không tiên tiến của Heidolph đã giải quyết các mặt hạn chế của phương pháp này bằng cách bổ sung bộ cô mẫu nhiều vị trí, đầu dò cảm biến áp suất giúp tránh hiện tượng sôi bùng, hệ thủy tinh với lớp polymer bảo vệ chống va đập...

 

a) Phương pháp ly tâm chân không

Đây là phương pháp mới nhưng đã được áp dụng rộng rãi, nhất là trong lĩnh vực y sinh, dược phẩm. Nguyên tắc chung là dùng bơm chân không làm giảm áp suất để giảm điểm sôi của dung dịch. Khi áp suất giảm đến mức nhất định, tùy loại dung môi sử dụng, dung dịch sẽ bay hơi dung môi ở nhiệt độ thấp. Để tránh hiện tượng sôi bùng quá mức làm văng mẫu ra khỏi vật chứa, mẫu được quay ly tâm trong buồng chứa mẫu và được giữ lại ở dưới đáy vật chứa nhờ lực ly tâm.

Hệ thống ly tâm chân không dạng module MiVac Genevac Hệ thống ly tâm chân không dạng module MiVac Genevac

Ø Ưu điểm

Quá trình vận hành nhanh và ổn định

Lực ly tâm giúp giảm thiểu việc sôi bùng, tránh mất mẫu và nhiễm chéo

Phù hợp bay hơi với số lượng mẫu lớn cùng lúc

Nhiều tùy chọn rotor sử dụng: vial, tip, ống nghiệm, bình cầu

Phù hợp với đa số các dung môi thông dụng, các mẫu trong lĩnh vực y sinh, dược phẩm.

Thiết kế nhỏ gọn, chắc chắn

Đối với các ứng dụng cơ bản, dòng MiVac Genevac với thiết kế dạng modul bao gồm buồng ly tâm, bơm hút chân không, hệ thống bẫy lạnh tách rời và bộ điều khiển áp suất chân không riêng lẻ đã đáp ứng được đầy đủ các yêu cầu trong các lĩnh vực y sinh, dược phẩm, pháp y, hóa dược, hóa nông…

Gần đây, các mẫu máy ly tâm chân không thế hệ mới Genevac Rocket đã tích hợp rotor 6 bình chứa với thể tích 450 ml cho phép cô mẫu với thể tích lớn, hệ thống gia nhiệt bằng hơi nước độc quyền giúp mẫu được gia nhiệt đều và hiệu quả.

 

a) Phương pháp gia nhiệt thổi khí

Đây là một phương pháp đơn giản và hiệu quả trong việc loại bỏ dung môi. Trong quá trình cô mẫu dạng này, khí trơ (nitơ, argon) được thổi xuống thông qua các đầu kim vào các ống đựng mẫu (tube, vial, microplate) để tạo ra một dòng đối lưu trên bề mặt mẫu. Điều này làm thay đổi cân bằng giữa pha lỏng và hơi, tạo điều kiện cho hơi dung môi tiếp tục thoát ra khỏi bề mặt chất lỏng. Quá trình thổi thường kết hợp với gia nhiệt mẫu để đẩy nhanh quá trình bay hơi, hoặc có thể dùng luồng khí nóng nếu cần.

Thiết bị gia nhiệt thổi khí XcelVap (trái) và DryVap (phải) của Horizon

Thiết bị gia nhiệt thổi khí XcelVap (trái) và DryVap (phải) của Horizon

Ø Ưu điểm:

Thiết bị cấu tạo đơn giản, ít tốn kém

Bay hơi đồng thời nhiều mẫu với thể tích từ vừa đến lớn

Phương pháp này cũng còn những mặt hạn chế như: Hiệu suất cô mẫu không cao, cần nhiều thời gian để hoàn thành, mẫu dễ bị nhiễm chéo và chỉ phù hợp với những dung môi dễ bay hơi.

Để giải quyết các vấn đề trên, Horizon Technology đã đưa ra các thiết bị mang tính giải pháp như XcelVap hay DryVap. Các thiết bị này cung cấp chế độ cô mẫu tự động với cảm biến mực chất lỏng nhằm gia tăng hiệu suất và bảo đảm độ an toàn cho mẫu.

Tổng kết

Mỗi phương pháp bay hơi mẫu khác nhau đều có những ưu nhược điểm riêng và dải ứng dụng phù hợp. Tùy vào từng nhu cầu cụ thể, người sử dụng lựa chọn phương pháp phù hợp hoặc kết hợp các phương pháp để tối ưu quá trình. Tegent Scienctific Việt Nam hân hạnh mang đến các giải pháp tối ưu cho các quá trình bay hơi mẫu.

Mọi thông tin liên hệ, tư vấn sản phẩm vui lòng tham khảo thông tin bên dưới:

CÔNG TY TNHH TEGENT SCIENTIFIC VIỆT NAM

Đc: Số 27 đường 11, KDC Him Lam 6A, xã Bình Hưng,

huyện Bình Chánh, Tp. Hồ Chí Minh

Hotline: (028) 5431 9772 -77

 

Email: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. - Website: www.tegent.com.vn