我们是否有在意过
旋转蒸发仪所带来的能耗？
旋蒸应用
”
1
简介
如今的主要挑战是推动更环保的产品，这些产品在生产、分销、使用和最终处置方面需要更少的能源。实现这些生态设计指南的第一步是确定对产品以生态为导向的改进具有最强影响力的措施。
2
评估
生态设计原则将产品的生命周期分为 5 种基本类型：
原材料密集型产品
制造密集型产品
分销密集型产品
使用密集型产品
处置密集型产品[1]
对上一代 Rotavapor 进行了目标明确的生命周期评估，以确定适当的改进策略。该研究考虑了机器的材料要求，将材料运输到位于 Flawil 的 BUCHI 总部，材料处理（如注塑成型、板材轧制等），使用阶段的电力消耗以及机器的处置。 调查了不同的场景，主要是机器的低、高和平均的使用率导致的排放量情况。
每天不同使用率的温室气体排放量
▲ 图 1：低、平均和高频率使用旋转蒸发仪每天的温室气体排放量。[2]
从上图可以看出，旋转蒸发器生命周期中最重要的方面是使用阶段的用电量。
电力对环境影响的 52% - 91% 负责，具体取决于情景和方法。另一个很大的份额是由旋转蒸发仪的制造引起的（占环境影响的 5 % - 36 %）。令人惊讶的是，尽管 90% 的运输距离由空运覆盖，但配送的影响却很小。处置的影响可以忽略不计。
为了进一步改进，优先级将在某种程度上取决于 Rotavapor 的使用频率（低、平均和高）。
然而，通过进一步提高使用阶段的能源效率，可以最有效地减少具有平均或高使用频率的机器对环境的影响。[2]
3
如何节能
采用以下措施可降低每日 Rotavapor 系统的能耗：
将 Interface I-300/I-300Pro 与真空泵 V-300（速度控制）一起使用，而不是将 V-300 泵用作独立仪器
如果可能，将加热水浴锅的大小从 5 升更改为 1 升[3]
在 5 升和 1 升加热浴池中使用防蒸发球
打开 Eco 模式（用于加热水浴锅和冷却器）[4]
4
实验
本实验的目的是比较具有和不具有上一章中提到的节能功能的Rotavapor系统在一个工作日内的能耗。所有试验（水的蒸馏）均在配备有加热水浴锅 B-305 或 B-301、循环冷却水装置 F-305、1L 接收和蒸发瓶、接口 I-300 Pro 和与 Rotavapor? R-300 上进行连接的真空泵 V-300。
每个实验持续1个工作日（9小时），由蒸馏 3 次 500mL 水（每次 1 小时）组成。在 50℃ 加热温度、10℃ 冷却、280 rpm 和 42 mbar 压力条件下进行蒸馏。在暂停期间，开启 Eco 模式（5 分钟后激活，降低加热浴温度 -10℃，增加冷却液温度 +10℃）或系统保持运行。[4][5]
5
结果
表1：真空泵 V-300 在有控制单元调节和自主运行条件下的能耗对比
被测试的仪器 | 能量消耗（kWh） |
无 I-300Pro 的真空泵 V-300 | 0.324 |
有 I-300Pro 的真空泵 V-300 | 0.061 |
节省的电能 kWh | -0.26 |
节能百分比 | 81 |
表2：使用和不使用防蒸发球的 1 天水浴锅 B-305 能耗对比
被测试的仪器 | 能量消耗（kWh） |
无防蒸发球的水浴锅 B-305 | 2.11 |
有防蒸发球的水浴锅 B-305 | 1.83 |
节省的电能 kWh | -0.3 |
节能百分比 | 14 |
注意：游泳球只能以水为加热介质
表3：不使用防蒸发球条件下水浴锅 B-301 和 B-305 的 1 天能耗对比
被测试的仪器 | 能量消耗（kWh） |
水浴锅 B-305 | 2.11 |
水浴锅 B-301 | 1.63 |
节省的电能 kWh | -0.5 |
节能百分比 | 23 |
表4：Eco 模式开启与关闭条件下水浴锅 B-305 的 1 天能耗对比
被测试的仪器 | 能量消耗（kWh） |
水浴锅 B-305 Eco 关 | 2.11 |
水浴锅 B-305 Eco 开 | 1.85 |
节省的电能 kWh | -0.26 |
节能百分比 | 12 |
表5：Eco 模式开启与关闭条件下冷却循环水装置 F-305 的 1 天能耗对比
被测试的仪器 | 能量消耗（kWh） |
冷却循环水装置 F-305 Eco 关 | 5.04 |
冷却循环水装置 F-305 Eco 开 | 2.57 |
节省的电能 kWh | -2.5 |
节能百分比 | 49 |
上表显示，使用节能功能和附件可显着降低能耗。kWh的最大减少是在冷水机上激活 Eco 模式，并从 5L 切换到 1L 水浴锅浴。综上所述，所有功能（更小的水浴锅、防蒸发球和使用 Eco 模式）的综合效果总计每个 Rotavapor? R-300 系统在一天内可节省约 3.4 kWh 的能源。
R-300 能量消耗
▲ 图 2：有无节能功能的系统在运行 9 小时的能耗比较
6
讨论
使用 Eco 模式、防蒸发球和较小的水浴锅的主要好处是 Rotavapor 系统最多可减少 45% 的能量消耗。
除了能源方面，将较小的水浴锅与防蒸发球一起使用还有一些额外的好处：
更少的水消耗（更少的蒸发到空气中）
更少的清洁
减少加热介质的飞溅（防蒸发球）
更快的加热时间
总之，通过应用已经提到的节能方法，使用密集型产品在生态上更容易接受，并符合生态设计准则。
瑞士步琦
BUCHI 集团是实验室蒸发、提取、浓缩、纯化、干燥及化学合成等前处理和分析技术的市场领导者。旋转蒸发仪、平行蒸发仪、喷雾干燥仪、冷冻干燥、固液萃取仪、中压/高压制备液相色谱、超临界流体色谱、二维液相色谱、凯氏定氮系统、熔点测定仪、近红外光谱仪等相关产品构成了 BUCHI 实验室前处理与分析技术的产品线。同时，BUCHI 还提供从便携式，实验室到在线过程近红外分析的全套解决方案，确保数据的准确性与可靠性。BUCHI 与全球广大科学家进行着密切的合作, 支持其在科研道路上不断探索。我们致力于为客户提供智慧实验室整体解决方案, 帮助客户获得成功。
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