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Rotationsverdampfer damals und heute

Mit dem richtigen Dreh

| Autor: Christian Lüttmann

Im Laboralltag ist das Abrotieren von Lösungsmittel eine Grundoperation. Die Entwicklung des Rotationsverdampfers liegt noch gar nicht so lange zurück. Von den Anfängen bis zu modernen Geräten ergibt sich eine Erfolgsgeschichte, die bis heute weitergeschrieben wird.

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Abb.1: Die Rotationsverdampfer der neuen Hei-VAP-Serie bieten für alle Anwendungen das passende Bedienkonzept, ob mit einfacher Digitalanzeige oder innovativem Touch-Bedienpanel.
Abb.1: Die Rotationsverdampfer der neuen Hei-VAP-Serie bieten für alle Anwendungen das passende Bedienkonzept, ob mit einfacher Digitalanzeige oder innovativem Touch-Bedienpanel.
(Bild: Heidoplph)

Jede Küche ist anders eingerichtet – von moderner Kochlandschaft mit Kücheninsel bis zur spartanisch gestalteten Kochnische in der Studenten-WG. Doch egal ob Luxusausstattung oder Sparversion, manche Geräte wie eine Herdplatte gehören in jeder Küche zur Standardausstattung. Ähnlich verhält es sich in Chemielaboren. Hier gehört der Rotationsverdampfer zu den Geräten, die in fast jedem Labor zu finden sind. Schließlich ist das Abziehen von Lösungsmitteln eine Routineaufgabe im Laboralltag.

Das Verdampfen ist eine Grundoperation in der Chemie, die schon seit Jahrtausenden von Menschen genutzt wird. So gehen Beschreibungen von Destilliergeräten bis zu 5500 Jahre zurück ins antike Mesopotamien. An dem Prozess selbst hat sich seitdem nichts geändert – schließlich beruht er auf einem physikalischen Prinzip: Dank unterschiedlicher Dampfdrücke lassen sich Stoffgemische durch kontrolliertes Erhitzen voneinander abtrennen. Im Vergleich zu den antiken Destillationen sind heutige Anwendungen natürlich wesentlich präziser und effizienter. Dies liegt vor allem an einer entscheidenden Verbesserung, die auf den US-amerikanischen Chemiker Lyman C. Craig zurückgeht.

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Die Geburt des Rotis

Vor etwa 70 Jahren veröffentlichte er ein Paper, in dem er den Aufbau einer damals revolutionären Gerätschaft beschrieb: Ein Glaskolben, der über einen Riemen um die eigene Achse gedreht wurde und aus dem bei angelegtem Unterdruck in einen zweiten Kolben Lösungsmittel abdestilliert werden konnte – der erste offizielle Entwurf eines Rotationsverdampfers, umgangsprachlich heute oft „Roti“ genannt.

Die Entwicklung dieses Geräts war durch Erfahrungen aus der Praxis getrieben. Wie andere Chemiker, hatte auch Lyman seiner Zeit mit den Tücken der Lösungsmitteldestillation zu kämpfen: Lokale Hotspots im Destillierkolben führten leicht zum Überspritzen der Mischung – zum Siedeverzug – wenn die Temperatur zu schnell anstieg. Die Strategien dagegen waren vielfältig: Von Zusätzen wie Glasperlen oder Keramikstücken bis zum Einleiten von Luft fanden Laboranten zahlreiche Tricks gegen ein Überkochen. Auch das Einschmelzen eines Metalldrahtes in den Boden des Glaskolbens zwecks Wärmeabfuhr war eine verbreitete Praktik, ebenso wie das Einbringen von Glaswolle in den Kolben. Doch all das gestaltete sich mehr oder weniger umständlich.

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Der Zeit voraus

Schon Jahrzehnte vor der ersten Veröffentlichung zum Rotationsverdampfer von Lyman C. Craig, hatte der irische Chemiker H. G. Becker eine solche Idee beschrieben: Er schlug 1924 vor, zur Destillation einen Kolben mit extra-langem Hals zu nehmen. Dieser ließe sich über einen Riemen mithilfe eines Elektromotors in Rotation versetzen. Doch obwohl dieses Prinzip seinerzeit bereits in der Industrie genutzt wurde, waren die Chemiker in den Laboren offenbar noch nicht bereit dafür.

Erst dank des Rotationsverdampfers ist der Siedeverzug heute sehr gut unter Kontrolle zu halten. Die Drehung des Kolbens verringert dabei nicht nur ein Überkochen der Lösung, sondern beschleunigt auch das Verdampfen des Lösungsmittels. Da die Innenseite des Kolbens bei der Drehung mit einem Flüssigkeitsfilm bedeckt ist, ist die Oberfläche vervielfacht, an der Lösungsmittel in die Gasphase übertreten kann. Der angelegte Unterdruck ermöglicht zudem ein schnelles Abziehen von Lösungsmitteln unter milden Temperaturen.

Anwender als Mitentwickler

All diese Vorzüge haben Rotationsverdampfer zu einem der verbreitetsten Geräte in Chemielaboren gemacht. Und auch wenn die Grundprinzipien heute dieselben sind wie vor 70 Jahren, gibt es immer wieder Weiterentwicklungen. Hierbei stehen nach wie vor die Laboranten im Mittelpunkt. So hat der Gerätehersteller Heidolph die Rotationsverdampfer der neuen Hei-VAP-Serie gemeinsam mit Anwendern entwickelt. Über einen Zeitraum von nahezu zwei Jahren befragte der Hersteller dazu Nutzer aus aller Welt, veranstaltete Ideenworkshops und Prototypentests und entwarf so neue Modelle möglichst nah an den Bedürfnissen der Anwender. So sind viele kleine Verbesserungen entstanden, die dem Bedienkomfort zugutekommen, z.B. stabilere, große Griffe zum sicheren Tragen des Wasserbades, die man komplett umgreifen kann.

Verdampfen mit Automatik

Auch die gleichzeitige Steuerung von Rotation und Vakuum über ein innovatives Bedienpanel ist ein Ergebnis der engen Zusammenarbeit zwischen Nutzer und Hersteller. Moderne Features wie eine umfassende Lösungsmitteldatenbank und die Option, Programme selbst zu schreiben, gehören heutzutage ebenfalls zu den Standards eines leistungsstarken Rotationsverdampfers. Die Geräte der Control-Modelle (Hei-VAP Expert Control und Hei-VAP Ultimate Control) verfügen über einige zusätzliche Funktionen gegenüber den Standard-Modellen. So kann im optimierten DAA-Modus (Dynamic Auto Accurate) sogar komplett automatisiert verdampft werden. Und ganz gleich ob Standard- oder Control-Modell: Die neuen Geräte lassen sich in jegliche Peripherie im Labor integrieren und problemlos in den Laboralltag einbinden. So finden die Rotationsverdampfer überall ihren Platz: Vom Lösungsmittelverdampfen im Forschungslabor bis hin zur Extraktion von Aromen in der Sternegastronomie. clu

* Kontakt: Heidolph Instruments, 91126 Schwabach

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Über den Autor

 Christian Lüttmann

Christian Lüttmann

Volontär, Vogel Communications Group GmbH & Co. KG