最近经常会碰到有小伙伴询问这样的问题:
辛苦做好的实验样品放在真空干燥箱里烘干,选择什么样的真空泵合适呢?
如何又快又好的得到干燥的样品呢?
于是小编做了一系列的计算,发现了vacuubrand真空泵搭配真空干燥箱的选型技巧。
01空箱抽空时间估算此时真空烘箱内没有任何样品或溶剂,空载情况。vacuubrand每款真空泵参数都配有抽气曲线,此曲线是针对固定容积密闭腔体的一个抽气状况的实测曲线,以时间为横坐标,真空度为纵坐标。
如上图所示,mz 2c nt系列真空泵(如binder的vp1.1)
1.抽10升的密闭体系;
真空度到7mbar时,理论时间t=2.5min
2.抽23升的空载真空烘箱;
真空度到7mbar时,理论时间t=6min
3.抽53升的空载真空烘箱;
真空度到7mbar时,理论时间t=14min
如果客户真空度要求不高,可在图上读出抽取到相应真空度的时间,根据烘箱体积即可计算时间(如抽取10l密闭空间到50mbar,用时1分钟)
同理,如上图所示,如果用md 4c nt系列泵(如binder的vp 2.1)
1.抽10升的密闭体系;
真空度到7mbar时,理论时间t=1min
真空度到1.5mbar时,理论时间t=2.5min
2.抽53升的空载真空烘箱;
真空度到7mbar,理论时间t=6min
真空度到1.5mbar,理论时间t=14min
3.抽115l的空载烘箱;
真空度到7mbar,理论时间t=12min
真空度到1.5mbar,理论时间t=30min
02带样品的真空烘箱干燥时间计算首先要计算待干燥溶剂的蒸发体积。根据理想气体方程pv=nrt,气体的体积与真空度和温度都有关系,因此抽气的气体量需要根据真空度和温度条件来计算。
举例说明:
假设用53l真空干燥箱,干燥的样品溶剂为水,每次进样1kg,含水量为50%,干燥温度20oc。计算干燥时间。
该样品含水量mh2o=1000*50%=500g
水的摩尔质量ch2o=18g/mol
这些水的摩尔量
n=mh2o/ch2o=500/18=27.78mol
标准状况下(t1=0oc, p1=1 atm)500g水变成水蒸气的气体体积v1=22.4*27.78= 622l =0.622m3水在20oc的饱和蒸汽压约为20mbar,在干燥过程中,干燥结束前,箱体内的真空度应为该饱和蒸汽压,所以在此条件下,p2=20mbar
500g水蒸汽的气体体积:
v2=(p1/p2)*(t2/t1)*v1=(1000/20)*(293/273)*0.622=33.8m3
如上图所示,如果该干燥箱配mz 2c nt
从左图mz 2c nt的抽气曲线读出该真空度(20mbar)下的有效抽速:
umz 2c nt=1.1m3/h
因此干燥此样品需要的理论时间:
tmz 2c nt=v2/ umz 2c nt=33.8/1.1≈30.7 hour
如上图所示,如果该干燥箱配md 4c nt
从左图md 4c nt的抽气曲线读出该真空度(20 mbar)下的有效抽速:
umd 4c nt=2.6 m3/h
因此干燥此样品需要的理论时间:
tmd 4c nt=v2/ umd 4c nt=33.8 /2.6=13 hour
因此,在上述体系,选用md 4c nt系列真空泵或系统,干燥速度是mz 2c nt系列的2.4倍。
由此可见,真空泵的抽气能力对试验时间有很大的作用。在实际选配中,应考虑客户的实验要求选配真空泵。同时,抽速更大的真空泵可更快地干燥样品,更好地提高真空烘箱的效果。