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真空过滤详细介绍

更新时间:2024-06-20  |  点击率:217

常见的实验室过滤方式

过滤(filtration)是将水溶液中的悬浮颗粒以不同孔径的滤膜(membrane filters)或多孔性材料阻档,藉此分隔非均相混合物中的固态、液态物质,达到分离、澄清的效果。过滤的方式又分为三种:重力过滤(gravity filtration)、真空过滤(vacuum filtration)及压力过滤(pressure filtration),可依过滤样品特性、悬浮颗粒去除效率、过滤所耗费时间等,选择合适的过滤方式及滤膜规格。

真空过滤原理

真空过滤(vacuum filtration),常以真空帮浦搭配过滤瓶组及滤膜操作使用,又称负压过滤、减压过滤或抽气过滤(suction filtration)。其利用抽气减压装置将滤纸下方的空气部分抽除,造成压力差,使液体在重力与压力差的双重作用下加速过滤,以达到快速分离液体与固体沉淀物的目的。

真空过滤装置

真空过濾所需装置通常包括:真空帮浦(vacuum pump)、缓冲瓶(safety trap)、过滤漏斗(filter holder)以及接收瓶(receiver flask)四个部份,过滤漏斗+接收瓶又常称为过滤瓶组。

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A.真空帮浦(vacuum pump)

真空帮浦是将一特定空间的气体分子抽除,达到一定压力差进而加速过滤。一般而言,真空度685 mmHg的真空帮浦即可满足大部份过滤实验,因685 mmHg代表已具90%压力差,选择更高真空的帮浦对整体流程影响不大。(*1大气压为760 mmHg)

如何选择真空帮浦(vacuum pump)

选择帮浦种类:确认样品类型为一般水溶液、有机溶剂、或腐蚀性样品

选择帮浦真空度:确认样品状态,如悬浮颗粒多寡、液体黏稠度等。一般而言,较黏稠或多杂质样品需选择较高真空度机种。

选择帮浦流量:抽气过滤瓶容积会影响过滤速度。一般建议帮浦流量与容积呈正比。

洛科无油式真空帮浦相较于一般水流抽气帮浦(water pump)优势为

-真空度及减压效率不受温度影响

-不需额外用水或水循环,节省能源

-不污染水质,保护环境

洛科Rocker 300真空帮浦,真空度达685mmHg,可满足大部分实验室真空过滤需求

B.缓冲瓶(safety trap)

缓冲瓶在真空过滤系统中通常安装于帮浦与接收瓶之间,可避免因操作不当,如:没洩压就关闭电源,而导致滤液倒流入压力较小的帮浦内。若不慎倒流时,滤液会优先流至缓冲瓶中,使水不致于立刻流入真空帮浦造成损坏。缓冲瓶的选择包含:GL45玻璃血清瓶、真空瓶或废液瓶。

C.过滤瓶组

过濾瓶组可分为过滤漏斗及接收瓶两部份组成。

C-1.过滤漏斗(filtration holder)

用以承载滤纸(filter paper)或滤膜(filter membrane),并确保溶液通过滤膜以完成过滤。漏斗可利用硅胶塞、旋卡等方式固定于接收瓶上方。

C-2.接收瓶(receiver flask)

又称抽气过滤瓶(suction flask)或废液瓶,用以接收及收集过滤溶液。接收瓶与缓冲瓶之间可使用耐压硅胶管連接,连接时应依接头选择合适管径的硅胶管,若仍难以连接可沾取水涂抺于接头处,以利套入硅胶管。

如何选择过滤瓶组

过滤漏斗尺寸:漏斗尺寸应依样品体积选择,漏斗分为可适用25 mm、47 mm或90 mm直径的滤膜尺寸,漏斗尺寸的挑选与过滤体积呈正比。

过滤瓶组材质:依样品溶液与应用挑选合适的漏斗及接收瓶材质,相关资讯请参考耐化学性质表(chemical compatibility chart)。

真空过滤应用与用途

●一般水样过滤,如悬浮固形物、微生物等

细胞培养基、缓冲液之澄清过滤

化学合成产物之分离

工业溶液粗滤、细滤

附录1:洛科无油式真空过滤帮浦

洛科适合「过滤应用」的真空帮浦皆无油雾污染、不需保养,可大致分类如下

媒介

抽氣幫浦 (氣)

抽水幫浦 (液)

幫浦系列

Rocker 真空幫浦

Rocker C 耐腐蝕幫浦

Chemker 耐腐蝕幫浦

Alligator 抽水幫浦

分類

無油式

作動原理

活塞式

隔膜式

適用樣品

一般樣品

(非化學品)

有機溶劑

有機溶劑及腐蝕性樣品

一般樣品

(非化學品)

特色

• Prote™ 保護幫浦不進水

• PTFE 鍍膜,耐化佳

• 全PTFE腔體,極耐腐蝕

• 直接排水,省40%空間


附录2:洛科真空过滤系统与应用领域

應用

一般過濾

溶劑純化

微生物過濾

懸浮固形物

過濾系統

 

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Lafil 300 – LF 30

Lafil 300C – VF 12

Lafil 300 – SF 10

Lafil 300 – LF 30

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Rocker 300 – MF 31

Rocker 300C – VF 12

MultiV-ac 301 – MB – A

MultiV-ac 310 – MS – A


附录3:洛科真空过滤漏斗(filter holder)

MF 系列

LF 系列

SF 系列

VF 系列


MF Pro

MF


結合方式

磁吸

旋卡扣緊

旋卡扣緊

夾具

適用濾膜直徑

47 mm

47 mm

47 mm

25 / 47 / 90 mm

材質

PPSU

PES

PES

SS316 不鏽鋼

硼矽玻璃

Autoclave

V

V

V

V

V

特色

• 可單手操作

• 搭配各種接收瓶

• 可搭配血清瓶

• 快速火焰滅菌

• 濾膜墊片採磨砂玻璃材質或不鏽鋼濾網

應用

• 一般過濾

• 水中懸浮固形物

• 連續過濾

• 一般過濾

• 水中懸浮固形物

• 微生物檢測

• 水中懸浮固形物

• HPLC移動相前處理

• 有機溶劑過濾


参考资料

1.台大化学系教学网-基础化学实验技能