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臺灣洛科儀器應(yīng)用3---實驗室一般抽濾

【打印頁面】發(fā)布時間:2021-07-13 文章來源:洛肯

什么是過濾?

過濾是將水溶液中的懸浮顆粒以不同孔徑的濾膜或多孔性材料阻檔,藉此分隔固、液態(tài)物質(zhì),達(dá)到分離、澄清的效果。

 

如何過濾?

負(fù)壓過濾常以真空幫浦搭配過濾瓶組使用,也稱 減壓過濾或 真空過濾(vacuum filtration)或抽氣過濾(suction filtration), 是利用抽氣減壓裝置將濾紙下方的空氣部分抽除,造成壓力差,使液體在重力與壓力差的雙重作用下加速過濾,以達(dá)到快速分離液體與固體沉淀物的目的。 這項操作經(jīng)常使用在收集所欲得到的固體物質(zhì)。藉由負(fù)壓狀態(tài)加快整體的過濾速度。

 

負(fù)壓過濾 以往常用裝置包括:水流抽氣幫浦(water pump)、緩沖瓶(safety trap)、抽氣過濾瓶(suction flask,簡稱吸濾瓶)、橡膠套環(huán)以及漏斗四個部分。

(一)抽氣幫浦

以往使用水流抽氣幫浦來抽氣減壓的負(fù)壓過濾原理是應(yīng)用白努利效應(yīng)(Bernoulli effect),當(dāng)水快速流沖過抽氣主管時,空氣自垂直方向的側(cè)管抽入,造成側(cè)管所連接的系統(tǒng)內(nèi)壓力降低,達(dá)到減壓的效果。由于水與水蒸氣之間會維持平衡的狀態(tài),因此水幫浦的減壓效率最大僅能降低到當(dāng)時水溫的飽和蒸氣壓。例如當(dāng)溫度為 10 ℃時,真空度約可達(dá)到 9~10 mmHg。溫度越高,水的飽和蒸氣壓越大,減壓的效率會比較差。同時實驗過程中,要留意循環(huán)水不要開得太大,以避免水不及排放而溢出造成淹水;水箱的蓋子需要蓋好,避免馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)時水花濺出,也避免雜物掉入。連接抽氣管所用的橡皮管必需是耐壓的厚壁管,不可以使用一般的橡皮管,以免減壓抽氣時,被抽扁而失效。

 

新型的抽氣幫浦提供負(fù)壓過濾實驗更多選擇與應(yīng)用方式:

? 采用活塞式運(yùn)作(piston pump)及直驅(qū)式馬達(dá)動力傳輸?shù)?/span>環(huán)保無油式真空幫浦。輕巧外型與高級吸震腳墊,提供最大的動力輸出及最低的噪音值和震動,提升更多實驗室空間的利用及舒適的工作環(huán)境。

? 隔膜式 (Diaphragm)抽水幫浦??芍苯訉⑦^濾后的廢水直接排出,不需廢液瓶,能節(jié)省實驗室使用空間。

? 針對有機(jī)物的耐腐蝕真空幫浦。以最新不沾鍋技術(shù),在結(jié)構(gòu)上會與氣體接觸的部份均采用抗有機(jī)及酸鹼的PTFE材質(zhì),機(jī)殼為鋁擠型加工并做防蝕烤漆處理,提升真空幫浦對酸鹼、耐有機(jī)溶劑的抗性。

? 黏稠之流體樣品。油式真空幫浦 采旋轉(zhuǎn)葉片式做推動原理,流量大,真空度高可達(dá)0.1Torr以上 。

(二)緩沖瓶 Prote? 浮球防溢保護(hù)裝置

緩沖瓶是一個具有支管的厚壁錐形瓶,它的功用是為了避免減壓過濾時瞬間斷電,或者操作不當(dāng)、忘了泄壓就關(guān)閉電源,這可能導(dǎo)致水箱的水倒流入壓力較小的系統(tǒng)內(nèi),此時倒流的水會先留置在緩沖瓶中,使水不致于立刻流到抽氣過濾瓶的濾液中。

 

Prote? 浮球防溢保護(hù)裝置 是直接建立在真空幫浦的裝置。減少需準(zhǔn)備設(shè)備,省去占據(jù)空間,有效降低幫浦因為不小心抽入水溶液而造成損壞的可能性。  在線演示!

 

(三)抽氣過濾瓶組

抽氣過濾瓶是一個具有支管的厚壁錐形瓶,如果待過濾的溶液量小時,抽氣過濾瓶也可以改為使用抽氣過濾試管(filtering tube)。抽氣過濾瓶或是抽氣過濾試管使用時均應(yīng)該以廣用夾固定,不可用手拿持抽氣試管,或放在燒杯、錐形瓶中,以免傾倒。抽氣過濾瓶與緩沖瓶之間以耐壓橡皮管連接,操作時沾些水在支管器壁上,以幫助橡皮管的套入。

 

各式抽氣過濾瓶組提供負(fù)壓過濾實驗更多選擇與應(yīng)用方式:

? 可依材質(zhì)、濾膜尺寸及過濾應(yīng)用,協(xié)助您選擇最適合您的應(yīng)用的產(chǎn)品。貼合實驗操作人員使用設(shè)計,巧妙節(jié)省時間,方便操作,大幅提升效率。
VF 系列: 適用在 HPLC 樣品溶劑前處理 、有機(jī)溶劑過濾
SF 系列 : 適用在微生物檢測過濾、水中懸浮固形物檢測過濾
LF/MF 系列: 適用在一般過濾、水中懸浮物檢測過濾

(四)抽氣過濾漏斗

抽氣過濾漏斗傳統(tǒng)上有赫氏漏斗(Hirsh funnel)及布氏漏斗(Büchner funnel)兩種。若過濾少量的溶液或沉淀物,例如 10 mL 左右,可以使用容量較小減壓過濾 T-19的赫氏漏斗。當(dāng)大量的混合液要過濾時,則使用有各種不同直徑規(guī)格的布氏漏斗。還有一種不需要使用濾紙的燒結(jié)玻璃過濾器(sintered-glass filter)。這種過濾器是以多孔性的玻璃纖維濾片來過濾、阻隔固體,并且可以耐燒結(jié)到 500 ℃的高溫;常用在沉淀物的定量分析,或是再結(jié)晶時為達(dá)到充分淋洗效果可選用這種過濾器。

 

依材質(zhì)、濾膜尺寸及過濾應(yīng)用的抽氣過濾漏斗

? MF 磁式漏斗
世界首創(chuàng),高密度真空下能單手操作實驗,多國發(fā)明專利,2019臺灣精品獎。

? SF 不銹鋼漏斗
雷射雕刻清晰刻度線,濾膜定位與夾取口設(shè)計,不銹鋼材質(zhì),堅固環(huán)保,快速火焰滅菌。

? (LF)?PES旋卡式漏斗
耐摔,可高溫高壓滅菌PES材質(zhì)。免夾具的專利(M381450)旋卡扣設(shè)計。雙專利結(jié)合可搭配各式血清瓶(M429664)。

? 玻璃過濾漏斗
清晰刻度,針對不同應(yīng)用濾膜墊片采用硼硅磨砂玻璃或不銹鋼過濾網(wǎng),可以依需求選擇。

幫浦的真空度對過濾的影響有限,例如使用Rocker 300進(jìn)行過濾(Max. Vacuum 680 mmHg),代表具有90%的大氣壓力為助力,因此選擇更高真空的幫浦對整體流程影響不大;若是稍微黏稠之流體樣品,需選擇較高真空度之幫浦則有利過濾之進(jìn)行。此外,幫浦的流量規(guī)格對過濾速度的影響較真空度大,一般而言,幫浦流量的選擇與接收瓶容積呈正比。

 

實驗操作:

· 架設(shè)實驗器材
選用適當(dāng)大小之橡皮套環(huán)組合漏斗抽氣過濾瓶組,使二者連接緊密、保持氣密狀態(tài)。
漏斗下端長頸部之斜切面尖端要遠(yuǎn)離抽氣側(cè)管,防止濾液濺入側(cè)管。
以少量的溶劑將濾紙濕潤,關(guān)閉二方活栓,開始抽氣減壓,使濾紙緊吸在漏斗上。

 

· 傾析與清洗沉淀
藉由玻璃棒的導(dǎo)引將溶液導(dǎo)入濾紙的中心位置。
如果要收集的是固體結(jié)晶,可以將容器內(nèi)的溶液與固體以玻璃棒混攪均勻后,經(jīng)旋轉(zhuǎn)、搖動容器,使固體與液體形成均勻懸浮液,快速傾倒入漏斗中。
最后沉積在容器內(nèi)的少量固體,利用少量冰冷的溶劑淋洗之后,將固體移轉(zhuǎn)到漏斗。這個淋洗操作應(yīng)重覆 2~3 次。

 

· 收集產(chǎn)物
過濾完成后,利用持續(xù)抽氣的方式,讓吸附在固體表面的溶劑加速揮發(fā),使固體產(chǎn)物干燥。然后開啟二方活栓、泄氣釋壓,將抽氣干燥后的固體結(jié)晶倒置在一張干凈的濾紙上,完成分離收集。如果要收集的是濾液,則應(yīng)該經(jīng)由抽氣過濾瓶的瓶口倒出,不可經(jīng)由抽氣支管倒出。

 

· 實驗結(jié)束處理
實驗完成后,關(guān)閉抽氣幫浦電源、關(guān)閉循環(huán)冷卻水,將廢液回收,器具清洗干凈,完成實驗。

 

常見過濾應(yīng)用?

· 細(xì)胞培養(yǎng)基、緩沖液之澄清過濾

· 化學(xué)合成產(chǎn)物之分離

· 工業(yè)溶液粗濾、細(xì)濾 

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