Баланс, баланс, баланс. Это вновь и вновь повторяющаяся тема в блоге (и в жизни), но что я могу с этим поделать, кроме как продолжить рассказывать вам о двух сторонах медали для каждого случая.
В этом посте я продолжу исследование того, насколько по-разному влияет на безопасность и эффективность толщина колбы для упаривания. Я предоставлю вам некоторые экспериментальные данные и предложу оптимальную толщину стекла, чтобы закончить упаривание быстро и без растрескивания стекла.

На днях моя дочь пригласила нас на завтрак, и мы прекрасно провели время. Ей очень хотелось попробовать чего-то нового, и она впервые приготовила нам молочные коктейли. Однако мы не смогли попробовать ее творение, потому что она добавила так много банана и так мало молока, что молочный коктейль оказался слишком густым для того, чтобы его можно было пить. Ее муж засмеялся и заявил, что может очень быстро решить проблему. Он снова налил молочные коктейли в блендер и добавил туда полбутылки молока. Что ж, после этого мы смогли спокойно пить молочные коктейли, но вкус стал довольно… слабым и разбавленным.

Мы здорово посмеялись, попробовали еще раз, добавив еще бананов и клубники, и в результате получили идеальную консистенцию и прекрасный вкус. Но найти хороший баланс между достаточным и недостаточным важно не только для приготовления молочных коктейлей, это также важно для достижения высокой эффективности дистилляции.

О чем я говорю? Конечно, о толщине стекла вашей колбы для упаривания.

Нахождение оптимальной толщины стекла с точки зрения как эффективности, так и безопасности.

Во-первых, стекло должно быть устойчивым к растрескиванию и выдерживать такие условия, как высокие температуры, а также быстрые изменения температуры при низком давлении. Здесь предпочтительнее более толстое стекло.
С другой стороны, эффективность испарения сильно зависит от количества тепловой энергии, которую получает растворитель внутри колбы для упаривания. Нет необходимости повторять очевидное, но более толстый стеклянный барьер будет препятствовать передаче тепла, поэтому, здесь, чем тоньше, тем лучше.

Я призадумался, пытаясь найти выход из этого парадокса, прежде чем решить эту дилемму как ученый: с помощью экспериментов. А именно, я хотел оценить влияние толщины стекла колбы для упаривания на скорость испарения во время отгонки растворителя.

Для этого я взял ацетон в качестве растворителя и упаривал его в пяти колбах емкостью 1 л с разной толщиной стеклянных стенок: от 1,6 до 2,7 мм. Я также попробовал провести эксперимент с водой, в качестве растворителя, в трех разных колбах толщиной от 1,5 до 2,6 мм.

Параметры, которые я установил на роторном испарителе Rotavapor® были следующими:

Думаю, можно с уверенностью сказать, что результаты были такими, как и ожидалось. Чем тоньше стеклянные стенки колбы для упаривания, тем выше производительность. Этот эффект был особенно выражен в случае ацетона. В этом случае эффективность упаривания в колбе с толщиной стенок 1,6 мм оказалась на 54% больше, чем в колбе с толщиной стенок 2,7 мм. Вы можете увидеть график с моими результатами ниже:

Но, как я уже упоминал ранее, существует тонкая грань между слишком тонким стеклом и слишком толстым стеклом. Чем тоньше стекло, тем оно более склонно к разрушению, а более толстое стекло замедляет испарение.

Как правило, колба для упаривания должна быть как можно более тонкой, но при этом выдерживать очень низкое давление, высокие температуры и быстрые перепады температуры.

Итак, какую толщину выбрать?

Экспериментальные данные, отзывы клиентов и испытания говорят в пользу стандартизированных колб-испарителей на 1 л с толщиной стеклянных стенок около 1,8 мм. В этих условиях обеспечивается оптимальное соотношение между высокой эффективностью теплопередачи и высокой безопасностью.

Если у вас есть особые требования, убедитесь, что поставщик стеклянной посуды и роторных испарителей может внести изменения в параметры стекла и создать новую конструкцию с учетов ваших индивидуальных потребностей.

Я рад, что вы полностью ознакомились с моим постом. Если вы читаете весь блог от и до, то вы, возможно, помните, что я уже писал о балансе и золотой середине, но в хроматографии. Освежите свои воспоминания, ознакомившись с постами о золотой середине во флэш-хроматографии и балансе и коэффициенте удерживания в хроматографии.

Между тем, я собираюсь освежиться отличным, не слишком густым и не слишком жидким молочным коктейлем. Эксперимент моей дочери вдохновил меня на эксперименты не только в лаборатории, но и на кухне.

До новых встреч,