ロータリーエバポレーター　蒸留の原理や使用時の注意点について解説

ロータリーエバポレーターとは？

ロータリーエバポレーターとは、減圧条件下で液体の溶媒を効率的に蒸発させるための装置です。溶媒を蒸発させることで、液中に含まれる成分を回収したり、成分を濃縮することができます。

スイスのビュッヒ社が、1957年に世界で初めてロータリーエバポレーターを商品化しました。それ以前の蒸留方法は、液体が静置した状態で加熱するものが主流で、蒸発には長い時間を要していました。しかし、ロータリーエバポレーターの登場により、溶媒の蒸発効率が大きく向上しました。

ロータリーエバポレーターの蒸留の原理

減圧

ロータリーエバポレーターは、システム内の圧力を下げることで、溶媒の沸点を低下させます。これにより、より低い温度で溶媒を蒸発させることが可能になり、熱に不安定な物質の分解を防ぎながら迅速な蒸発を促します。

回転

サンプルを入れたフラスコを回転させながら加熱することで、溶媒の蒸発効率を高めます。回転によって液体の表面積が増加し、熱伝達が促進されるとともに、突沸の抑制にもつながります。

ロータリーエバポレーターの用途例

ロータリーエバポレーターは、基礎研究から品質管理まで、さまざまな現場での液体処理に活用されています。特に化学・製薬・食品などの分野では、成分の濃縮や溶媒の除去といった用途で不可欠な装置となっています。

天然物からの成分抽出後の溶媒除去

健康食品に含まれるグルコサミンやセサミンなどの機能性成分を抽出した後、液体から不要な溶媒を蒸発させて濃縮・分離するために使用されます。

有機合成後の溶媒除去

化学会社や製薬企業では、薬の元となる物質を合成した後、その溶媒を取り除くためにロータリーエバポレーターが用いられます。

ポリマー中の添加物などの抽出試験

有害な物質が含まれていないかを調べる抽出試験において、抽出後の溶媒を除去するために使用されます。具体例として、食品の残留農薬やポリマーの添加剤、ダイオキシン、PCP（ペンタクロロフェノール）などの有害物質の分析における前処理で、蒸留が行われます。

液体クロマトグラフィー後の溶媒除去

液体クロマトグラフィーで分離された成分を含む液体から溶媒を取り除き、目的の成分を回収するために使用されます。

ロータリーエバポレーターの基本構成

ロータリーエバポレーターは主に以下の要素で構成されています。

突沸のリスクとその影響

ロータリーエバポレーターは減圧条件下で使用されるため、液体が急激に沸騰し、サンプルが蒸気とともに冷却器側に飛び散ってしまう「突沸（とっぷつ）」の発生リスクがあります。特に、沸点の低い溶媒や泡立ちやすいサンプルを扱う際には注意が必要です。

また、古い装置の使用や誤った操作によって、突沸のリスクがさらに高まります。そのため、オペレーターは装置のそばで常に監視しなければならず、他の作業に時間を割けなくなるという課題もあります。

突沸が引き起こすデメリット・危険性

その他の注意点・課題

操作の難しさ

特に手動で制御を行う安価なロータリーエバポレーターでは、オペレーターが加熱バスの温度、フラスコの回転速度、真空度などを手動で調整・監視する必要があります。また、真空音を聞きながら手動でリークさせるなど、経験に基づいた操作が求められる場合もあり、初心者には扱いが難しいことがあります。

再現性の課題

手動操作による条件設定や監視では、毎回同じ条件を正確に再現することが難しく、実験ごとに蒸留の結果にばらつきが生じる可能性があります。特に、分析や製造工程において高い再現性が求められる場合には、自動制御機能を備えた装置の導入が望ましいです。

装置使用の順番待ち

研究室や企業のラボなどで複数の研究者が同じロータリーエバポレーターを使用する場合、装置使用の順番待ちが発生し、時間のロスにつながることがあります。

効率化に貢献するロータリーエバポレーター

突沸のリスクを低減し、実験の安全性と効率を向上させるビュッヒ社のロータリーエバポレーターを紹介します。
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センシング技術により突沸のリスクを低減

ビュッヒ社のロータリーエバポレーターは、圧力・温度・流量センサーにより突沸のリスクを検知し、自動で回避します。つきっきりでの操作が不要になるため、ユーザーは別の作業に専念することが可能です。現場の安全性向上と研究の効率化を実現できます。

使いやすいインターフェースと拡張性

加熱バスの温度、フラスコの回転速度、真空度などあらゆるパラメーターを、直感的な操作で簡単に設定可能です。実験者の負担を軽減し、効率的な蒸留プロセスを実現します。

リモート監視・自動蒸留運転

遠隔モニタリング機能を搭載し、モバイル端末から実行中のパラメーターを確認することが可能です。また、装置の稼働状態を遠隔でリアルタイムで把握できるため、装置使用の順番待ちによる時間のロスを低減できます。

加えて、自動蒸留機能を備えたモデルでは、無人運転を実現します。研究者の時間を他の重要なタスクに充てることができます。