全自动样品浓缩仪是一种高度自动化的实验室设备,主要用于对样品进行快速、高效的浓缩和净化处理。通过综合运用多种先进技术,实现了对样品的快速、高效、准确浓缩。这些技术不仅提高了浓缩效率,还减少了人为操作误差,降低了实验风险。随着技术的不断进步和应用需求的不断增加,全自动样品浓缩仪将在更多领域得到广泛应用,为科研工作提供更加便捷、可靠的技术支持。
一、加热系统
功能:提供可控热源,加速溶剂蒸发。
组成与特点:
加热模块
类型:金属浴(铝或不锈钢块)、红外加热、微波加热等。
特点:
金属浴:温度均匀性好(温差≤±1℃),适用于大多数有机溶剂。
红外加热:升温快(可达10℃/min),但可能存在局部过热风险。
微波加热:穿透性强,适合大体积样品,但需非金属容器。
温度传感器
类型:热电偶、PT100铂电阻等。
作用:实时监测加热模块温度,反馈至控制系统实现闭环控制。
温度控制单元
功能:通过PID算法精确调节加热功率,支持多段温度程序设置(如分段升温、恒温保持)。
二、气路系统
功能:通过惰性气体(如氮气)吹扫样品表面,加速溶剂挥发并防止氧化。
组成与特点:
气源接口
连接方式:快速接头或螺纹接口,兼容高压氮气钢瓶或集中供气系统。
气体分配装置
类型:多通道电磁阀或旋转分配器。
作用:将单一气源分配至多个吹针,支持独立控制每路气流。
吹针组件
结构:不锈钢针管+可调节固定夹。
特点:
针管内径0.1-1mm,影响气流速度和吹扫面积。
固定夹支持高度调节(距液面5-15mm),适应不同样品量。
气流控制单元
功能:调节氮气压力(通常0.1-0.5MPa)和流量(1-30L/min),支持手动或自动模式。
三、真空系统(冷冻离心浓缩仪等机型)
功能:降低浓缩腔体压力,降低溶剂沸点,实现低温浓缩。
组成与特点:
真空泵
类型:旋片式真空泵(油封式或无油干式)、隔膜泵。
特点:
旋片泵:极限真空度低(可达1Pa以下),但需定期更换真空泵油。
隔膜泵:无油污染,但极限真空度较高(通常10-100Pa)。
冷阱
结构:双层不锈钢腔体+制冷模块(半导体制冷或压缩机制冷)。
作用:冷凝挥发的溶剂,防止其进入真空泵损坏设备。
真空传感器
类型:皮拉尼真空计或电容薄膜真空计。
作用:实时监测腔体真空度,反馈至控制系统实现自动调节。
四、浓缩腔体
功能:容纳样品并提供封闭环境,防止溶剂挥发污染实验室。
组成与特点:
腔体材质
常用材料:不锈钢(耐腐蚀)、聚四氟乙烯(PTFE,耐强酸强碱)、玻璃(透明观察)。
样品架
类型:固定式或旋转式。
特点:
固定式:适用于小批量样品(如96孔板)。
旋转式:通过离心力扩大样品表面积,加速浓缩(如冷冻离心浓缩仪)。
密封结构
类型:O型圈密封或磁力耦合密封。
作用:确保腔体气密性,维持真空或惰性气体环境。
五、控制系统
功能:集成各子系统,实现自动化操作与数据记录。
组成与特点:
主控单元
类型:嵌入式PLC或工业计算机。
功能:协调加热、气流、真空等模块运行,支持多段程序控制。
操作界面
类型:触摸屏或按键面板。
特点:
显示实时参数(温度、压力、时间等)。
支持参数设置、程序编辑、故障诊断。
数据存储与输出
功能:记录实验数据(如温度曲线、真空度变化),支持USB导出或联网传输。
六、安全防护装置
功能:保障操作人员与设备安全。
组成与特点:
过温保护
机制:双金属片或电子式温度开关,超温时自动切断加热电源。
过压保护
机制:机械式压力释放阀或电子式压力传感器,超压时排放气体。
漏气检测
机制:气体流量传感器监测气流异常,触发报警并停止运行。
紧急停止按钮
功能:一键切断所有电源与气源,快速终止实验。
七、辅助模块(可选)
溶剂回收系统
结构:冷凝管+收集瓶。
作用:回收挥发的溶剂,减少浪费与污染。
自动进样装置
类型:机械臂或泵送系统。
功能:实现样品自动加载与卸载,提升通量。
清洗模块
功能:通过溶剂冲洗或高压气体吹扫,自动清洁腔体与吹针。
