CN111773748A - 一种浓缩装置及浓缩系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于分析化学技术领域，具体涉及一种浓缩装置及浓缩系统。本发明提供的浓缩装置包括箱体，所述箱体设有溶剂蒸气出口，还包括，透明玻璃窗，设置于所述箱体顶部；红外线加热装置，设置于所述箱体外，且位于所述透明玻璃窗上部，以使所述红外线加热装置发出的红外光线透过所述透明玻璃窗进入箱体内部，以对箱体内部的溶液进行加热。本发明提供的浓缩装置可大大减少样品目标组分的损失，不需要对每支有样品溶液的容器进行逐一密闭操作，省时、省工、操作简单、方便，可实现批量操作。

Description

一种浓缩装置及浓缩系统

技术领域

本发明属于分析化学技术领域，具体涉及一种浓缩装置及浓缩系统。

背景技术

浓缩是一种常用的样品预处理技术，主要是对已浸提或萃取的样品溶液，蒸发去除溶剂组分，保留样品目标组分。现有浓缩方式主要包括加热蒸发、真空蒸发等。加热蒸发浓缩，采用电加热(平板电热器或带孔电热器)、水浴、沙浴等加热方式对盛有样品溶液的容器进行加热，容器敞口挥发溶剂进行浓缩。真空蒸发浓缩方式一般由加热器、真空气路、溶剂回收瓶组、真空泵等四部分组成。目前真空蒸发系统中，真空管路一般都是将主真空管路通过一个简单的转换模块分成若干分支真空管路，每个分支真空管路末端与盛样品溶液的容器密闭联接，或单个真空管路与单个容器密闭联接，蒸发浓缩时，容器中样品溶液被加热器加热，蒸发溶剂，溶剂在真空泵的作用下进入到溶剂回收瓶组。

然而现有技术中无论加热蒸发浓缩还是真空蒸发浓缩均存在一些缺点。加热蒸发浓缩，是将待加热容器放入加热器(如加热套)中，然后在将容器中样品溶液加热至沸腾时，在容器口有溶液飞溅、蒸气冷凝回流、空气尘埃落下等情况，可造成样品溶液中待测组分的损失或污染；且溶剂蒸气直接排入大气，造成环境污染。真空蒸发浓缩，需要配置专用容器或专用密封塞，及专用加热器，不能针对烧杯、锥形瓶、试管、及非定制样品消解管等容器进行浓缩，所用盛装样品溶液容器具有专一性、无通用性；且每一个有样品的管需要与分支真空管进行密闭连接，操作繁琐、耗时；同时分支真空管路在空气中被空气冷却，可致使溶剂蒸气冷却后形成液滴回流，若回流到分支真空管路接近密封塞的部分管路，将形成污染，也较难清洗干净。此外加热器是底部加热方式，样品溶液被加热至沸腾而挥发，目标成分因沸腾可能会产生部分损失。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于现有加热蒸发浓缩和真空蒸发浓缩方式在浓缩过程中采用底部加热方式将样品加热至沸腾易使样品损失或受污染，真空蒸发浓缩方式需专用配套装置、操作繁琐、耗时、易造成回流等缺陷，进而提供一种浓缩装置及浓缩系统。

本发明所提供的一种浓缩装置，包括箱体，所述箱体设有溶剂蒸气出口，还包括，

透明玻璃窗，设置于所述箱体顶部；

红外线加热装置，设置于所述箱体外，且位于所述透明玻璃窗上部，以使所述红外线加热装置发出的红外光线透过所述透明玻璃窗进入箱体内部，以对箱体内部的溶液进行加热。

可选的，还包括，

温度控制装置，设置于所述箱体外，

温度传感装置，设置于所述箱体上或箱体内部，所述温度控制装置分别与所述红外线加热装置和温度传感装置相连接，以控制所述箱体内温度。

可选的，所述透明玻璃窗为石英玻璃窗，所述温度传感装置为温度探头。

可选的，所述箱体包括箱体门，所述箱体门的材料为透明的硬质塑料。

本发明还提供一种浓缩系统，包括上述所述的浓缩装置。

可选的，还包括依次连通设置的溶剂蒸气冷凝装置、溶剂回收装置和抽真空装置，所述溶剂蒸气冷凝装置的进气口与所述箱体的溶剂蒸气出口连通。

可选的，所述溶剂回收装置包括依次连通设置的液体溶剂收集装置和防倒吸装置，所述液体溶剂收集装置的进口与所述溶剂蒸气冷凝装置的出气口连通，所述防倒吸装置的出气口与所述抽真空装置连通。

可选的，所述箱体的溶剂蒸气出口设置于所述箱体靠近顶部的侧壁上。

可选的，所述箱体的溶剂蒸气出口处设置中空管，所述中空管的一端延伸进所述箱体内，所述中空管的另一端位于所述箱体外并与所述溶剂蒸气冷凝装置的进气口连接。

可选的，所述溶剂蒸气冷凝装置为冷凝管，所述抽真空装置为真空泵。

本发明技术方案，具有如下优点：

本发明提供一种浓缩装置，所述箱体设有溶剂蒸气出口，还包括，透明玻璃窗，设置于所述箱体顶部；红外线加热装置，设置于所述箱体外，且位于所述透明玻璃窗上部，以使所述红外线加热装置发出的红外光线透过所述透明玻璃窗进入箱体内部，以对箱体内部的溶液进行加热。

本发明通过在箱体顶部设置透明玻璃窗，在所述透明玻璃窗上部设置红外线加热装置，红外线加热装置发射红外线透过透明玻璃窗照射入箱体内，当箱体内放置有样品溶液时，红外光线照射到样品溶液上表面，对样品溶液上表面直接进行加热，此时样品溶液内部温度低于上表面，上表面温度最高，处于亚沸腾状态，溶剂在样品溶液上表面直接挥发,不会因沸腾夹带样品组分离开溶液液面，相对于对样品溶液采取底部加热至沸腾的浓缩方式，本发明所述浓缩装置可大大减少样品目标组分的损失，其可减少样品损失的优势尤其适用于痕量组分浓缩。

同时本发明采用红外线对样品溶液上表面直接加热，红外加热的温差小，样品溶液处于亚沸状态，此时同批次样品之间浓缩时间的长短，主要取决于样品溶液上表面的面积大小，如果同批次盛样品容器的大小相同，则同批各样品平行浓缩基本同时完成，中间过程无操作，大大节省了操作人工。

本发明所述浓缩装置通用性强，可对各种规格的烧杯、锥形瓶、试管、浓缩管等盛样品溶液容器进行浓缩；样品溶液不需要转移至专用容器，也不需要配套专用密封塞，可使用较多数量的容器同时进行浓缩，只需将盛有样品的容器置于托盘或试管架中，然后将其置于箱体中，开启红外线加热装置进行加热即可浓缩，不需要对每支有样品溶液的容器进行逐一密闭操作，省时、省工、操作简单、方便，可实现批量操作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中浓缩系统的结构示意图；

附图标记：

1-温度控制装置；2-温度传感装置；3-箱体；4-红外线加热装置；5-透明玻璃窗；6-箱体门；7-溶剂蒸气冷凝装置；8-液体溶剂收集装置；9-防倒吸装置；10-抽真空装置；11-溶剂蒸气出口。

具体实施方式

下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1所示，本发明所提供的浓缩装置，包括箱体3，所述箱体3设有溶剂蒸气出口11，还包括，透明玻璃窗5，设置于所述箱体3顶部；红外线加热装置4，设置于所述箱体3外，且位于所述透明玻璃窗5上部，以使所述红外线加热装置4发出的红外光线透过所述透明玻璃窗5进入箱体3内部，以对箱体3内部的溶液进行加热。

本发明通过在箱体3顶部设置透明玻璃窗5，在所述透明玻璃窗5上部设置红外线加热装置4，红外线加热装置4发射红外线透过透明玻璃窗5照射入箱体3内，当箱体3内放置有样品溶液时，红外光线照射到样品溶液上表面，对样品溶液上表面直接进行加热，此时样品溶液内部温度低于上表面，上表面温度最高，处于亚沸腾状态，溶剂在样品溶液上表面直接挥发,不会因沸腾夹带样品组分离开溶液液面，相对于对样品溶液采取底部加热至沸腾的浓缩方式，本发明所述浓缩装置可大大减少样品目标组分的损失，其可减少样品损失的优势尤其适用于痕量组分浓缩。同时本发明采用红外线对样品溶液上表面直接加热，红外加热的温差小，样品溶液处于亚沸状态，此时同批次样品之间浓缩时间的长短，主要取决于样品溶液上表面的面积大小，如果同批次盛样品容器的大小相同，则同批各样品平行浓缩基本同时完成，中间过程无操作，大大节省了操作人工。

本发明所述浓缩装置通用性强，可对各种规格的烧杯、锥形瓶、试管、浓缩管等盛样品溶液容器进行浓缩；样品溶液不需要转移至专用容器，也不需要配套专用密封塞，可使用较多数量的容器同时进行浓缩，只需将盛有样品的容器置于托盘或试管架中，然后将其置于箱体3中，开启红外线加热装置4进行加热即可浓缩，不需要对每支有样品溶液的容器进行逐一密闭操作，省时、省工、操作简单、方便，可实现批量操作。

本发明不对透明玻璃窗5的材质作具体限定，可选的，所述透明玻璃窗5可为石英玻璃窗。可选的，本发明所述红外线加热装置4可为红外线加热器。可选的，所述红外线加热装置4为远红外加热器。可选的，所述石英玻璃窗与箱体3连接处有密封胶密封。本发明不对溶液中的样品目标组分作具体限定，可选的，该溶液可为水提取农产品中多糖的水溶液；乙腈提取农产品中农药残留组分的乙腈溶液。

在一可选实施例中，还包括，温度控制装置1，设置于所述箱体3外，温度传感装置2，设置于所述箱体3上或箱体3内部，所述温度控制装置1分别与所述红外线加热装置4和温度传感装置2相连接，以控制所述箱体3内温度。可选的，所述温度控制装置1可为温度控制器，所述温度传感装置2可为温度探头。可选的，所述温度控制装置1可为恒温控制器。本发明通过温度控制装置1分别与所述红外线加热装置4和温度探头相连接，温度探头接收箱体3内的温度信号，然后将其传递给温度控制装置1，然后温度控制装置1控制红外加热装置的加热功率，三者相互配合使箱体3内温度保持恒定。可选的，所述温度探头可设置在箱体3侧壁上。

在一可选实施例中，所述箱体3包括箱体门6，所述箱体门6的材料为透明的硬质塑料。可选的，所述箱体门6的门框处设有密封胶，当门关闭时可防止箱体漏气。在本发明中所述箱体3还包括箱体顶、箱体底、箱体侧壁，箱体顶、箱体底、箱体门、箱体侧壁可形成一个封闭的空腔，此均为本领域常规设置，在此不做赘述。可选的，所述箱体3由底面板、上部石英玻璃窗、后侧面板、左侧面板、右侧面板、前侧门组成。

本发明还提供一种浓缩系统，为一种亚沸浓缩系统，如图1所示，包括上述所述的浓缩装置。在一可选实施例中，还包括依次连通设置的溶剂蒸气冷凝装置7、溶剂回收装置和抽真空装置10，所述溶剂蒸气冷凝装置7的进气口与所述箱体3的溶剂蒸气出口11连通。可选的，所述溶剂蒸气冷凝装置7为冷凝管，所述抽真空装置10为真空泵。当开启真空泵时，箱体3内会形成负压，从箱体3内挥发的溶剂蒸气通过箱体3的溶剂蒸气出口11进入冷凝管，利用冷凝管中流动的冷凝水将大部分溶剂蒸气液化为液体溶剂，然后液体溶剂和未被液化的溶剂蒸气进入溶剂回收装置进一步回收。可选的，延长冷凝管长度，或降低冷凝水的温度均可使溶剂蒸气全部液化。可选的，所述箱体3的连接部位均形成密接，溶剂蒸气冷凝装置7、溶剂回收装置和抽真空装置10的连通均形成密接。

在一可选实施例中，所述溶剂回收装置包括依次连通设置的液体溶剂收集装置8和防倒吸装置9，所述液体溶剂收集装置8的进口与所述溶剂蒸气冷凝装置7的出气口连通，所述防倒吸装置9的出气口与所述抽真空装置10连通。可选的，所述液体溶剂收集装置8可为液体溶剂收集瓶，该瓶为空瓶，用于接收液化的溶剂。所述第一酸气吸收瓶和第二酸气吸收瓶中装有碱液，用于吸收未被液化的酸气；所述防倒吸装置9可为空瓶，用于防止液体出现倒吸。本发明利用液体溶剂收集装置8和防倒吸装置9相互配合方便回收酸液，更为环保。

在一可选实施例中，所述箱体3的溶剂蒸气出口11设置于所述箱体3靠近顶部的侧壁上。所述箱体3的溶剂蒸气出口11处设置中空管，所述中空管的一端延伸进所述箱体3内，所述中空管的另一端位于所述箱体3外并与所述溶剂蒸气冷凝装置7的进气口连接。可选的，所述中空管可通过废气管与溶剂蒸气冷凝装置7的进气口连接。由于箱体3是由顶部的红外加热器进行加热，顶部的温度最高，将箱体3的溶剂蒸气出口11设置于所述箱体3靠近顶部的侧壁上，箱体3内的溶剂蒸气不会产生冷凝液和回流，蒸气对箱体3内的样品污染极少。

在实际工作中，将盛有样品溶液的敞口容器放入箱体3内，关闭箱门，开启真空泵，然后根据样品溶液的沸点等性质通过温度控制装置1控制红外线加热装置4的加热功率以对溶液上表面进行加热，此时溶液内部温度低于上表面，上表面温度最高，处于亚沸腾状态，溶剂在样品溶液上表面直接挥发,从箱体3内挥发的溶剂蒸气通过箱体3的溶剂蒸气出口11进入冷凝管，利用冷凝管中流动的冷凝水将蒸气液化为液体溶剂，液体溶剂收集到液体溶剂收集瓶中，当溶液中的溶剂被蒸发完后，停止加热，关闭真空泵。

下面通过具体实施方式来说明本发明的技术方案：

实施例1

本实施例提供了一种浓缩装置，如图1所示，包括箱体3，所述箱体3设有溶剂蒸气出口11，还包括，透明玻璃窗5，设置于所述箱体3顶部；红外线加热装置4，设置于所述箱体3外，且位于所述透明玻璃窗5上部，以使所述红外线加热装置4发出的红外光线透过所述透明玻璃窗5进入箱体3内部，以对箱体3内部的溶液进行加热。

进一步的，还包括，温度控制装置1，设置于所述箱体3外，温度传感装置2，设置于所述箱体3上或箱体3内部，所述温度控制装置1分别与所述红外线加热装置4和温度传感装置2相连接，以控制所述箱体3内温度。可选的，所述透明玻璃窗5为石英玻璃窗，所述温度传感装置2为温度探头。可选的，所述箱体3包括箱体门6，所述箱体门6的材料为透明的硬质塑料。

实施例2

本实施例提供了一种浓缩系统，如图1所示，包括实施例1所述的浓缩装置，还包括依次连通设置的溶剂蒸气冷凝装置7、溶剂回收装置和抽真空装置10，所述溶剂蒸气冷凝装置7的进气口与所述箱体3的溶剂蒸气出口11连通。

进一步的，所述溶剂回收装置包括依次连通设置的液体溶剂收集装置8和防倒吸装置9，所述液体溶剂收集装置8的进口与所述溶剂蒸气冷凝装置7的出气口连通，所述防倒吸装置9的出气口与所述抽真空装置10连通。可选的，所述箱体3的溶剂蒸气出口11设置于所述箱体3靠近顶部的侧壁上。可选的，所述箱体3的溶剂蒸气出口11处设置中空管，所述中空管的一端延伸进所述箱体3内，所述中空管的另一端位于所述箱体3外并与所述溶剂蒸气冷凝装置7的进气口连接。可选的，所述溶剂蒸气冷凝装置7为冷凝管，所述抽真空装置10为真空泵。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种浓缩装置，包括箱体，其特征在于，所述箱体设有溶剂蒸气出口，还包括，

透明玻璃窗，设置于所述箱体顶部；

红外线加热装置，设置于所述箱体外，且位于所述透明玻璃窗上部，以使所述红外线加热装置发出的红外光线透过所述透明玻璃窗进入箱体内部，以对箱体内部的溶液进行加热。

2.根据权利要求1所述的浓缩装置，其特征在于，还包括，

温度控制装置，设置于所述箱体外；

温度传感装置，设置于所述箱体上或箱体内部，所述温度控制装置分别与所述红外线加热装置和温度传感装置相连接，以控制所述箱体内温度。

3.根据权利要求1或2所述的浓缩装置，其特征在于，所述透明玻璃窗为石英玻璃窗，所述温度传感装置为温度探头。

4.根据权利要求1-3任一项所述的浓缩装置，其特征在于，所述箱体包括箱体门，所述箱体门的材料为透明的硬质塑料。

5.一种浓缩系统，其特征在于，包括权利要求1-4中任一项所述的浓缩装置。

6.根据权利要求5所述的浓缩系统，其特征在于，还包括依次连通设置的溶剂蒸气冷凝装置、溶剂回收装置和抽真空装置，所述溶剂蒸气冷凝装置的进气口与所述箱体的溶剂蒸气出口连通。

7.根据权利要求5或6所述的浓缩系统，其特征在于，所述溶剂回收装置包括依次连通设置的液体溶剂收集装置和防倒吸装置，所述液体溶剂收集装置的进口与所述溶剂蒸气冷凝装置的出气口连通，所述防倒吸装置的出气口与所述抽真空装置连通。

8.根据权利要求5-7任一项所述的浓缩系统，其特征在于，所述箱体的溶剂蒸气出口设置于所述箱体靠近顶部的侧壁上。

9.根据权利要求5-8任一项所述的浓缩系统，其特征在于，所述箱体的溶剂蒸气出口处设置中空管，所述中空管的一端延伸进所述箱体内，所述中空管的另一端位于所述箱体外并与所述溶剂蒸气冷凝装置的进气口连接。

10.根据权利要求5-9任一项所述的浓缩系统，其特征在于，所述溶剂蒸气冷凝装置为冷凝管，所述抽真空装置为真空泵。

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