משאבת וואקום-מדריך לבחירת משאבת וואקום מעבדתית

להלן מדריך לבחירת משאבת וואקום למעבדה.
אמ.אר.סי מספקים מגוון רחב של משאבות וואקום.

בחירת משאבת ואקום מעבדתית

• היסטורית, רוב משאבות הוואקום במעבדות היו משאבות שמן מסוג rotary vane . השמן במשאבות אלה משמש לשימון ואיטום המשאבות. משאבות אלו יכולות להגיע בדרך כלל לואקום של 0.001 Torr , שהוא ואקום עמוק יותר באופן משמעותי מרוב משאבות הוואקום היבשות, שבדרך כלל אינן מגיעות מתחת ל- 0.1 Torr.

  דרושים רמות ואקום של 0.001 Torr למכונות ייבוש בהקפאה, ליישומי זיקוק מולקולריים ולקווי Schlenk .

   

  כלל ראשון בבחירת משאבת ואקום מעבדתית הוא לבחור את היישום הנדרש. ליישומי יניקה, כגון סינון ואספירציה, נדרשים מאות בודדות של Torr, וכן ממסים רבים במעבדות ניתנים לאידוי בטמפרטורת החדר בואקום של 1 Torr או יותר. כל היישומים הללו נמצאים בטווח של משאבות יבשות.

   

  בשני העשורים האחרונים מעבדות פנו יותר ויותר למשאבות נטולות שמן (הנקראות גם "משאבות יבשות") עבור יישומים מסוימים שבהם הוואקום העמוק יותר של משאבות השמן אינו חיוני. מכיוון שמשאבות יבשות אלו אינן משתמשות בשמן, אין מגע בין שמן לאדי התהליך ואין צורך בתחלופה של שמן. על כן, ניתן להאריך משמעותית את מרווחי התחזוקה והשירות, ולהפחית את עלויות התחזוקה הכוללות של משאבות יבשות בהשוואה למשאבות שמן.

   

  סוגי משאבות:

  משאבות דיאפרגמה (Diaphragm Pumps)

  משאבות ואקום ללא שמן הנפוצות ביותר במעבדות הן בעיקר משאבות בוכנה (piston pumps) ומשאבות דיאפרגמה (diaphragm Pumps); לכל אחד מהם יתרונות משלה. משאבות דיאפרגמה פועלות בתנועת פולסים, כמו לב, ולכן אינן זקוקות לשמן. שסתומים נפתחים ונסגרים לסירוגין כדי לשאוב אדים בכיוון הנכון על-מנת ליצור ואקום. משאבות דיאפרגמה הן בעלות מגבלת ואקום פיזית של כ- 0.45 Torr .

   

  משאבות בוכנה (piston Pumps)

  משאבות בוכנה הן בחירה חסכונית ליישומי ואקום במעבדה שאינם מייצרים אדים אגרסיביים מבחינה כימית. עם מגוון רמות ואקום מתכווננות עד 5 Torr, משאבות בוכנה משמשות בדרך כלל לפעולות סינון, לייבוש בתנורי ואקום וליצירת ואקום בדסיקטורים.

  ואקום אולטימטיבי ומהירות שאיבה

  משאבות ואקום מעבדתיות מוגדרות בשתי יחידות שונות: "הוואקום האולטימטיבי" ו"מהירות השאיבה ". הבנת מושגים אלה תסייע בבחירת המשאבה המתאימה למעבדה שלך.

• 
  
  ואקום אולטימטיבי הוא רמת הלחץ הנמוכה ביותר (הואקום העמוק ביותר) שהמשאבה יכולה לספק. בהגדרה, זו הנקודה בה הספיקה נופלת לאפס, כלומר, בנקודה זו המשאבה כבר לא יכולה לשאוב יותר אדים. לכן,עבור יישומי אידוי של נוזלים בהם נרצה להפחית את לחץ האדים בכדי להגביר את התאיידות הנוזל- מטרת משאבת הוואקום תהיה הרחקת האדים מהכלי בו מצוי הנוזל, ועל כן עלינו לבחור משאבה כזו שתפיק לנו את הואקום שאנחנו צריכים להשיג בפועל. לדוגמא, בטמפרטורת החדר, לחץ האדים של המים הוא בערך 20 Torr. אם המטרה שלנו היא להשתמש בוואקום לשם אידוי המים בטמפרטורת החדר, נבחר משאבה עם "ואקום אולטימטיבי" של פחות מ -20 Torr, אחרת המשאבה בקושי תוכל לסלק את האדים.

   

  המושג השני הוא מהירות השאיבה, המכונה גם "קצב זרימה" או "ספיקה" (נפח אדים ליחידת זמן). יחידה זו מוגדרת כספיקה המקסימלית של אדים שהמשאבה יכולה לשאוב; זה קורה בתנאים בהם לא נוצר ואקום. במילים אחרות, יחידה זו מתארת את ביצועי המשאבה בתנאים בהם המשאבה פועלת כמאוורר. אמנם זה נותן אינדיקציה כללית לגבי יכולת השאיבה היחסית, אך איש אינו משתמש במשאבת ואקום כמאוורר; כדי לשרת את מטרתו עליו לשאוב כנגד התנגדות הוואקום.

   

  עם שתי יחידות המתארות את ביצועי המשאבה במונחים כלליים, אך לא בתנאי הפעלה אמיתיים, נשאלת השאלה כיצד בוחרים את המשאבה הנכונה וכיצד משווים בין דגמים של יצרנים שונים? הגישה הטובה ביותר היא ללמוד את עקומות ביצועי המשאבה (ראה איור להלן).

    

  גרף ביצועי משאבות ואקום: שתי משאבות עם מפרט זהה (10mbar, 1.8 cfm) שונות זו מזו בביצועים ב -20 mb

   עקומות אלה מציגות את ביצועי המשאבה באיזור שבין הוואקום האולטימטיבי לבין מהירות השאיבה. עקומות אלו חשובות מכיוון ששתי משאבות בעלות מפרט זהה על פי שתי יחידות אלו עשויות למעשה לבצע ביצועים שונים לגמרי. לדוגמא, כאשר הוואקום גדל, ומהירות השאיבה צונחת לכיוון אפס בוואקום האולטימטיבי, קצב דעיכת מהירות השאיבה יכולה להיות שונה. ייתכן שמשאבה אחת תאבד רק 10% ממהירות השאיבה שלה בוואקום מסוים, ואילו באותו ואקום משאבה אחרת - עם אותה מפרט - תאבד 50% ממהירות השאיבה שלה.

  
  בבואנו לבחור משאבה, ניעזר בשאלות הבאות:

• 1.איזה עומק וואקום נדרש ליישומים? 
• 2.מהי יכולת השאיבה ברמת הוואקום המיועדת?
• 3.האם משאבה יבשה (ללא שמן) מתאימה? (אינם דורשים החלפות שמן ויש להם עלויות אחזקה נמוכות יותר)
• 4.באילו סוגי ממיסים אתם צריכים להשתמש?
• 5.האם יש צורך באביזרים אחרים כגון מלכודת מים או מלכודת קור?
• 6.כמה רעש מייצרת משאבת הוואקום? 

שימושים של משאבת וואקום

משאבות ואקום מעבדתיות משמשות באופן שגרתי במעבדות:

• כדי לספק יניקה על מנת להניע תהליך של אספירציה או סינון של דגימות נוזליות או של תרחיפים
• כדי לגרום או לווסת את אידוי הממיסים על ידי הפחתת לחץ האדים, כמו בתנורים, במאיידים סיבוביים, במייבשי ג'ל ועוד
• כדי לאסוף דגימות גז מתאי הבדיקה או מהאטמוספירה
• כדי לספק לחץ שלילי (כלומר פחות מלחץ אטמוספרי) ובכך למנוע זליגה של דגימות העלולות להיות מסוכנות

  שני היישומים הראשונים המוזכרים לעיל מהווים את הרוב המכריע לרכישתם של משאבות ואקום במעבדות כימיה ומדעי החיים, ולכן נתמקד בהם במאמר זה.

  נדגיש כי משאבות ואקום מעבדתיות נועדו לשאוב אוויר או אדים, ולא לשאוב ישירות נוזלים או תרחיפים.

  מעבדות רבות,במיוחד בבנייני מעבדה ישנים,מצוידות במערכות ואקום מרכזיות המשותפות לכל הבניין. מערכות אלו יכולות להיות נוחות, במיוחד במעבדות הוראה ובמעבדות שהיישומים העיקריים בהם הם סינון ואספירציה. מבני מעבדה חדשים רבים נבנים ללא מערכות כאלה מסיבות שונות:

• 1.שימוש בו זמני של צרכנים רבים במערכות ואקום מרכזיות יוצר לעיתים קרובות קונפליקטים בין משתמשים הזקוקים לואקום יציב, לבין אלה המתחברים אליהן לשימוש רגעי ומקוטע. חוסר יציבות ואקום זה עלול להיות בעייתי במיוחד בבנייני מעבדה מודרניים ורב תחומיים.
• 2.רמות הוואקום שלהן הן יחסית נמוכות, כ 75 Torr , כך שהואקום שהן מספקות אינו מספיק ליישומי אידוי רבים, ובסופו של דבר המשתמשים זקוקים למשאבות ייעודיות בכל מקרה.
• 3.מערכות ואקום מרכזיות שואבות אדים כימיים וארוסולים ביולוגיים אל צינורות הואקום מאחורי הקירות. שם הם יכולים להוביל לזיהום צולב בין יישומי ואקום במעבדות שונות, או פשוט להתעבות בצינורות ולהתיישב בהם כתערובת לא ידועה של כימיקלים לאורך זמן.
• 4.לבסוף, מכיוון שמערכת ואקום מרכזית גורמת לדברים "להיעלם" אל מאחורי הקיר, המשתמשים עשויים להיזהר פחות מאספירציה של נוזלים או חלקיקים למערכת מאשר בשימוש עם משאבה מעבדתית.

  חוסר הגמישות והיכולות המוגבלות של מערכות הוואקום המרכזיות בבניינים גורמים למדענים רבים לבחור במשאבות ואקום פרטיות למעבדותיהם. בחירת משאבת ואקום נכונה תשפר את הנוחות והפרודוקטיביות במעבדה שלך; בחירת משאבה לא נכונה עשויה להפריע למטרות המדעיות שלך, להוביל לדרישות שירות משמעותיות ולסביבת מעבדה לא נעימה.

לפרטים נוספים ועזרה בבחירת המשאבה וציוד מעבדה מתאים עבורכם. צרו עמנו קשר ונשמח לסייע