Pytanie:
Why isn't pressure filtration popular compared to vacuum filtration?
Francis L.
2019-07-09 19:55:49 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Chcę zbudować samodzielnie urządzenie do filtracji próżniowej z pompką rowerową, ale bardzo trudno jest znaleźć taki, który można by łatwo przekształcić w pompę próżniową. To zrodziło pomysł, aby po prostu zbudować odwrotną wersję, w której ciśnienie wyższe od atmosferycznego wymusza przepływ cieczy przez filtr. Zauważam, że filtracja ciśnieniowa jest rzadko wymieniana w artykułach, w przeciwieństwie do filtracji próżniowej. Czy jest jakiś powód tego braku popularności lub powód, dla którego takie urządzenie do majsterkowania prawdopodobnie nie działałoby?

Czy to możliwe, że próżnia jest niezbędna do suszenia pasty, która tworzy się na początku, ponieważ zwiększa parowanie?

Wydaje mi się, że dzieje się tak dlatego, że ludzie zwykle mają w laboratoriach linie próżniowe, ale nie linie wysokiego ciśnienia.
@IvanNeretin Każde laboratorium, które widziałem, ma źródło sprężonego powietrza o ciśnieniu 5 lub 10 barów, pochodzące z dużej sprężarki w piwnicy.Nie?Linia próżniowa wymaga pompy zwykle w tym samym pomieszczeniu, co wymaga dużej konserwacji.W moim starym instytucie mieliśmy tylko kilka pomieszczeń z liniami próżniowymi, głównie na nieorganiczne kursy laboratoryjne na pierwszym roku.
@Karl Wtedy chyba byliśmy w różnego rodzaju laboratoriach.
Nie po to, aby odpowiedzieć na twoje pytanie, ale być może w celu rozwiązania problemu: Plastikową pompę Venturi można kupić online za mniej niż 20 USD;podłączasz wąż, przykręcasz go do kranu, pozwalasz wodzie płynąć, a powietrze jest zasysane przez wąż (poprzez efekt Venturiego).Sam użyłem jednego do domowej filtracji próżniowej i wydawało się, że osiąga dość niskie ciśnienie.Tylko upewnij się, że nie włączasz wody na tyle mocno, że w rurach wodociągowych rośnie ciśnienie i nie przeciekają.
@IvanNeretin Myślę, że tak!;-) Ale do czego ich używasz?Wszystko poza chemią wody (lub innymi wysokowrzącymi rozpuszczalnikami) byłoby dużo kłopotliwe z usuwaniem odpadów i byłoby nieco niebezpieczne, prawda?
Ponieważ zwykłe szklane części są strukturalnie znacznie mocniejsze przy niskim ciśnieniu na wejściu - wysokie ciśnienie na zewnątrz ze względu na ich cylindryczny / kulisty kształt, ale znacznie słabsze strukturalnie, aby utrzymać wysokie ciśnienie wewnętrzne.Pompowanie dowolnego szklanego cylindra może wytworzyć miliony małych odłamków, zwłaszcza jeśli nie możesz kontrolować ciśnienia wewnątrz.Pompowanie próżniowe może być nadal niebezpieczne, ale prawdopodobieństwo, że między dwiema stronami szklanej ściany jest więcej niż 1 atm, jest dość niskie.
@Karl: zarówno podciśnienie, jak i sprężone powietrze mogą być używane do napędzania narzędzi.Szczególnie podciśnienie jest dobre, np.do podnośników i systemów mocujących.W laboratoriach badawczych, podczas gdy wiele zastosowań może wymagać „próżni”, poszczególne wymagania mogą się znacznie różnić, więc lokalnie wytwarzanie „odpowiedniego” rodzaju podciśnienia jest lepsze: np.ewakuacja dewarów lub detektorów IR wymaga bardzo niskiego ciśnienia, ale prawie żadnego przepływu, podczas gdy filtracja wymaga mniejszego podciśnienia, ale wyższego przepływu i zdolności radzenia sobie ze strumieniem zanieczyszczonego gazu.Mechaniczne narzędzia próżniowe wymagają dużego przepływu, żadnego ekstremalnie niskiego ciśnienia i ...
... bez szczególnej troski o zanieczyszczone powietrze (odpowiedni system może być bezpośrednio użyty jako podciśnienie wstępne pompy opróżniającej czujkę).
@electronpusher Na niektórych europejskich uniwersytetach te zwężki wodne są zakazane już od wielu lat i były zbierane zarówno z laboratoriów dydaktycznych, jak i badawczych.Spoza laboratoriów (prawo) ze względu na zużycie wody, a także zanieczyszczenie wody;z wnętrza laboratorium, ponieważ ich moc zmienia się zbytnio, jeśli angażuje ich wiele pomieszczeń na piętrze.
@cbeleites Ewakuacja dewarów lub detektorów podczerwieni wymaga dedykowanej pompy turbo, kosztującej dziesiątki tysięcy €, nie o tym tutaj mówimy.Zgodziłem się co do tego, że przewód podciśnieniowy (20-50 mbar) jest potencjalnie przydatny, ale rzadko widziałem nowoczesny instrument, który go używa.Chciałbym usłyszeć o aktualnych zastosowaniach.Zwykłe laboratorium ma dziś przenośną pompę membranową, która jest używana kilka razy w tygodniu do celów filtracyjnych.Oczywiście linie Schlenka, ale to znowu inna historia.
@Karl: Zdecydowana większość systemów sprężonego powietrza i próżni w całym domu, które widziałem, była raczej przeznaczona do celów mechanicznych (w tym stabilizowanych tabel do oprzyrządowania analitycznego - ale prawdopodobnie była to również oprzyrządowanie optyczne, używane tylko do analizy próbek chemicznych) niż chemiczne.I rzędy wielkości sprężonego powietrza częściej niż w przypadku przewodów próżniowych.Widziałem próżniowe podnośniki w akcji w przemyśle chemicznym do podnoszenia / przenoszenia sztab z metali szlachetnych.Moje * przewidywanie * (i marzenie spektroskopisty pracującego z próbkami biologicznymi) na niezbyt odległą przyszłość jest jednak takie ...
... technologia automatyzacji, która staje się coraz mniejsza, podobnie jak maszyny typu pick & place (pracują z zasysaniem próżniowym, chociaż nie jestem pewien ciśnienia) będzie dostępna dla nas w postaci autosamplerów do elementów stałych, tak jak roboty pipetujące są już w pobliżu.* Wciąż * przypuszczam, że przybędą ze swoją własną pompą próżniową.I całkowicie się zgadzam, że w przypadku większości laboratoriów chemicznych pompy membranowe są lepszym rozwiązaniem do filtracji, ponieważ musisz się tylko martwić, co dzieje się w twoim laboratorium (tj. Jaki wyciek / zanieczyszczenie / gaz dostanie się do pompy).
Pięć odpowiedzi:
jeffB
2019-07-09 21:39:34 UTC
view on stackexchange narkive permalink

O wiele łatwiej jest zmontować system bezpieczny pod ciśnieniem zewnętrznym niż taki, który jest bezpieczny pod ciśnieniem wewnętrznym. Wypukłe kolby i rurki są bardziej odporne na ciśnienie zewnętrzne niż ciśnienie wewnętrzne. Jeśli coś przecieka lub pęka, do systemu wpada powietrze, a nie reagenty i produkty wybuchają. Jeśli chodzi o połączenie elementów ze szlifem szklanym, gumowymi korkami lub korkami, wewnętrzna próżnia (ciśnienie zewnętrzne) działa, aby utrzymać je razem, podczas gdy ciśnienie we wnętrzu systemu ma tendencję do ich rozsuwania .

Należy również pamiętać, że system próżniowy nigdy nie będzie działał pod więcej niż jedną atmosferą ciśnienia zewnętrznego. W przypadku systemu ciśnieniowego potrzebujesz sposobu na ograniczenie ciśnienia do bezpiecznego poziomu i musisz się upewnić, że wiesz, jakie to poziomy.

Ponadto łatwiej jest nałożyć więcej próbki na filtr, jeśli nie jest on pod ciśnieniem, lub przemyć go świeżym roztworem.Jeśli chcesz usunąć filtrat, musisz wyłączyć pompę.Chromatografia typu flash działa pod ciśnieniem na złożu kolumny, a nie pod próżnią przyłożoną do wylotu kolumny.
ChemEPhD
2019-07-10 01:07:52 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Filtracja ciśnieniowa jest powszechnie stosowana w zastosowaniach przemysłowych poza laboratorium. W tym przypadku zbiorniki i linie technologiczne są zwykle wykonane z metalu lub tworzywa sztucznego i można je łatwo zaprojektować do pracy przy danym ciśnieniu. Z inżynierskiego punktu widzenia filtracja ciśnieniowa zapewnia większą siłę napędową i pozwala ograniczyć wymaganą powierzchnię filtra. W przypadku filtracji próżniowej siła napędowa filtra jest ograniczona do 1 atmosfery. Filtry ciśnieniowe można bezpiecznie zaprojektować do pracy przy znacznie wyższych ciśnieniach.

cbeleites unhappy with SX
2019-07-10 14:33:57 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Chciałbym rozwinąć niektóre punkty, które zostały wspomniane w komentarzach @IvanNeretin, @Karl i @electronpusher, ale IMHO zasługuje na więcej uwagi:

  • Jak @electronpusher skomentował: pompy z aspiratorem (Venturi) są tanie i łatwo dostępne.

    Są również super wytrzymałe: każda pompa jest zwykle wykonana z jednego materiał, dostępny jest szereg materiałów (mosiądz, PP, szkło). Ułatwia to zakup jednego dla prawie każdego rodzaju rozpuszczalnika - nie martw się o membrany pompy itp. Ponadto nie ma żadnych ruchomych części, nie jest wymagana żadna konserwacja poza upewnieniem się, że nie zostanie zatkana.
    Ponadto, przy dobrym dopływie wody ciśnienie pary może zbliżyć się do ciśnienia (wody napędzającej pompę lub rozpuszczalnika / eluentu / medium myjącego).
    Tak, spaliny są uwalniane i mieszają się z wodą. Możesz jednak zająć się nimi lokalnie: zebrać wodę do odpowiedniego uzdatnienia i pracować pod kapturem, który jest odpowiednio wyposażony do radzenia sobie z danymi substancjami.

  • W przeciwieństwie do tego, system próżniowy obejmujący cały dom oznacza, że ​​ naprawdę musisz się upewnić, że żadne spaliny nie dostają się do tego systemu próżniowego, gdzie mogą się skroplić i / lub mieszać się z innymi spalinami lub powietrzem z innych wylotów, tworząc mieszanki korozyjne lub niebezpieczne (spalanie!).
    Każdy błąd może być bardzo kosztowny i niebezpieczny.
    (Uwaga dodatkowa: zawsze upewnij się, że wylot podciśnienia jest przeznaczony do użytku „chemicznego”, a nie tylko do warsztatu / produkcji / obsługi, takich jak systemy pneumatyczne z uchwytami do podnoszenia lub podkładkami mocującymi)

  • @jeffb i @KarstenTheis już wyjaśnili bezpieczeństwo i praktyczne zalety pracy z podciśnieniem w warunkach laboratoryjnych zamiast z nadciśnieniem.
    Ponadto przewody sprężonego powietrza często dostarczają naoliwione powietrze : nigdy nie jest bezpiecznie założyć , że sprężone powietrze to „tylko” powietrze.
    Jest to dobre dla narzędzi ciśnieniowych (które w innym przypadku potrzebują dodatkowej olejarki), a także tańsze w produkcji. Istnieją bezolejowe kompresory i systemy odolejania, które wytwarzają wolne od oleju powietrze dla całego domu, ale zwykle bardziej ekonomiczne jest ogólnie rzecz biorąc zaolejone sprężone powietrze i odolejać tylko tę część sprężonego powietrza, która naprawdę musi być bezolejowe iw odpowiednim stopniu. Zwłaszcza jeśli ten system sprężonego powietrza nie jest przeznaczony wyłącznie do użytku w laboratorium chemicznym, ale jest również używany do napędzania amortyzatorów stołów optycznych, układu pneumatycznego i wszelkiego rodzaju narzędzi w warsztacie mechanicznym.

    Dodatkowy punkt: z tego powodu, bądź bardzo ostrożny, jakiego sprężonego powietrza używasz do czyszczenia (nie tylko pod względem chemicznym, ale także części optycznych). Najlepiej kupić drogie „powietrze czyszczące” w butelkach lub mieć bezolejową sprężarkę, jeśli w tym samym laboratorium znajduje się wylot sprężonego powietrza!

DavePhD
2019-07-10 17:36:15 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Filtracja nadciśnieniowa jest niezwykle powszechna, prawdopodobnie nawet częściej niż filtracja próżniowa.

enter image description here

źródło: https://andyjconnelly.wordpress.com/2016/09/28/syringe-filters/

foudian1
2019-07-10 22:54:17 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Pracowałem jako student studiów magisterskich w laboratoriach chemii organicznej i zarówno linie próżniowe, jak i sprężone powietrze są bardzo powszechne.

Powodem, dla którego większość układów filtrujących używa próżni (szczególnie do ekstrakcji całkowitej po ponownej krystalizacji) jest to, że szkło niezbyt dobrze tolerujemy ciśnienie.

Używamy ciśnienia powietrza, aby przyspieszyć oczyszczanie za pomocą ręcznie upakowanych kolumn chromatograficznych z żelem krzemionkowym, ponieważ zainstalowanie aparatu próżniowego dla każdej probówki byłoby głównym problemem. Ale nawet wtedy używamy bardzo małego nacisku, ponieważ może to złamać kolumnę. Do tego celu służy specjalne szkło - ma surowy teflonowy regulator ciśnienia z gumowym O-ringiem (który należy regularnie wymieniać, gdy wysycha).

Niskogatunkowe zestawy próżniowe są stosunkowo łatwe do zaimprowizowania - z odpowiednim adapterem możesz użyć domowego kranu jako źródła próżni. Ta konfiguracja jest często używana w przypadku rotawap w laboratoriach chemii organicznej.



To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 4.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...