SIBATA柴田科学小型旋转蒸发仪SRE-M3技术文献

SIBATA柴田科学小型旋转蒸发仪SRE-M3技术文献

摘要
本文对日本柴田科学株式会社（SIBATA SCIENTIFIC）研制的小型旋转蒸发仪SRE-M3进行了全面的技术解析。该仪器采用经典的旋转成膜、减压蒸馏与恒温加热相结合的工作原理，专为微量至小规模样品的温和、高效浓缩与溶剂回收而设计。其核心特点在于紧凑的模块化结构、稳定的直流无刷电机驱动以及无需润滑的SPC接头密封系统，实现了在20-250 rpm宽转速范围内的平稳运行，并保证了高达3.5 hPa的系统真空度。SRE-M3以其操作简便、维护需求低及良好的兼容性，广泛应用于教学演示、化学合成后处理、生物样品制备及常规分析浓缩等领域，是处理50-300 mL样品量的理想工具。

1. 引言

旋转蒸发仪是现代化学、生物、制药及食品科学实验室中用于溶液浓缩、溶剂分离与回收的基础设备。其通过降低体系压力、配合加热与旋转，实现溶剂的快速、温和蒸发，尤其适用于热敏性物质的处理。

柴田科学作为拥有百年历史的精密仪器制造商，其旋转蒸发仪系列以高工艺稳定性、安全性和广泛的适用性著称。SRE-M3型号是该产品矩阵中的紧凑型代表，定位为满足微量至小量样品（50-300 mL）的日常处理需求，特别适合于空间有限的实验台面、教学实验室以及对处理通量要求不高的研发场景。

本文献旨在详细阐述SRE-M3型旋转蒸发仪的技术原理、设计特点、规格参数及典型应用，为用户提供完整的技术参考。

2. 仪器工作原理与系统构成

2.1 基本工作原理

SRE-M3遵循标准旋转蒸发仪的工作原理，核心过程是旋转成膜、减压蒸发与冷凝回收的三者协同。

1. 旋转成膜：样品置于旋转烧瓶中，烧瓶在电机驱动下以恒定速度旋转。离心力使溶液在瓶内壁形成一层大面积、持续更新的薄膜，从而极大地增加了蒸发表面积，加速蒸发过程。

2. 减压蒸发：系统通过真空泵抽真空，显著降低体系内溶剂的沸点，使得溶剂能够在远低于常压沸点的温度下剧烈气化。这避免了目标产物因长时间高温而分解或变性，实现了温和蒸发。

3. 冷凝回收：蒸发产生的溶剂蒸气经由V型双重蛇管式冷凝器，被循环冷却介质（通常为水或乙二醇溶液）迅速冷凝为液体，滴落并收集于接收烧瓶中，完成与高沸点组分的分离。

2.2 系统模块化构成

SRE-M3采用模块化、无玻璃框架的设计理念，其主要由以下部分构成：

• 驱动单元：包含直流无刷电机和控制电路，是整个系统的动力与核心。

• 蒸发与冷凝玻璃组件：包括标准300 mL茄形旋转烧瓶、0.114 m²冷却面积的双重蛇管冷凝器以及250 mL圆底接收烧瓶。所有玻璃部件均采用高硼硅玻璃（如JR-1）制造，具有良好的热稳定性和化学惰性。

• 支架系统：用于支撑和固定驱动单元与玻璃组件。

• 外置加热浴（需另购）：仪器标准配置中不包含加热水浴。用户可根据实验所需的温度范围，灵活选配柴田科学或其他品牌的各类恒温水浴或油浴槽，兼容性强。

3. 核心设计特点与技术规格

3.1 核心设计特点

1. 稳定的驱动系统：采用15W直流无刷电机，即使在低至20 rpm的转速下也能提供平稳、无脉动的旋转扭矩，确保液膜均匀，这对于处理易挥发或易发泡样品至关重要。

2. 免维护的密封设计：旋转轴与玻璃组件的关键连接处采用特殊的SPC（透明）接头。这种设计无需像传统密封方式那样定期涂抹真空脂或润滑油，既简化了操作，也避免了样品被污染的风险，降低了日常维护工作量。

3. 紧凑的结构与高真空性能：仪器设计小巧，整机尺寸为410 mm (宽) × 320 mm (深) × 650 mm (高)，重量约6.5 kg（含支架）。尽管体积紧凑，但其采用油封式真空密封，可维持系统真空度达3.5 hPa，足以满足大多数常见溶剂的快速蒸发需求。

3.2 详细技术规格

下表汇总了SRE-M3型旋转蒸发仪的主要技术参数：

4. 应用领域

凭借其小量、高效、温和的处理特性，SRE-M3适用于多个领域：

• 教学与基础科研：体积小巧，操作直观，非常适合高等院校和职业学校的化学、生物相关课程进行实验教学和基础演示。

• 有机合成与药物化学：用于毫克至克级合成反应的后处理，快速浓缩反应液或萃取液，纯化中间体及最终产物。

• 生物技术与食品科学：温和浓缩蛋白质溶液、酶制剂、天然产物提取液（如植物提取物、香精香料），避免活性成分失活。

• 分析测试前处理：在环境检测、食品分析等领域，用于浓缩痕量污染物样品，提高检测灵敏度。

5. 操作与安全注意事项

虽然SRE-M3设计简洁，但遵循规范操作对确保实验成功、人员安全及仪器寿命至关重要。

1. 安装与准备：将仪器稳固放置。连接真空泵（需另购）和冷却水循环器（需另购）。确保所有玻璃接口对齐并适度紧固，避免应力过载。加热水浴需用户另行配置并独立操作。

2. 加料：样品体积不宜超过旋转烧瓶容量的一半。可通过系统真空负压吸入样品。

3. 启动顺序：通常为先启动冷却系统，然后启动真空泵并调节至合适真空度，最后设置旋转速度并开始加热水浴。结束时应先停止加热和旋转，解除真空，最后关闭冷却。

4. 安全要点：

• 严禁干烧：任何情况下，加热浴槽内必须有足够的传热介质（水或油）后才能通电加热。

• 真空安全：实验结束或中断时，务必先通大气释放系统真空，防止真空泵内工作液倒吸。

• 防止玻璃破损：轻拿轻放玻璃部件，确保旋转瓶在升降过程中不受阻碍。

6. 结论

SIBATA柴田科学SRE-M3小型旋转蒸发仪是一款设计精良、专注于小规模样品处理的经典实验室工具。它通过直流无刷电机稳定驱动和创新的SPC免润滑密封两大核心技术，在紧凑的机身内实现了可靠的蒸发性能与极低的维护需求。其模块化设计，特别是与外部加热浴的灵活搭配，为用户提供了高度的配置自由度。

该仪器契合了教学实验室、合成实验室以及常规分析实验室中对小量样品进行高效、温和浓缩的日常需求，以其出色的性价比、操作简便性和柴田品牌固有的耐用性，成为这些应用场景下的理想选择。