實驗室真空隔膜泵

一、實驗室真空泵是什么？

實驗室真空泵，簡單說就是用來在密閉容器或系統中創造并維持低于大氣壓環境的設備。

在實驗室里，真空環境是一個比較基礎的條件。很多操作——抽濾、蒸餾、干燥、濃縮、萃取——都需要在負壓條件下才能完成。真空泵的作用就是把封閉空間里的氣體抽走，形成壓力差，從而實現這些操作。

不同實驗對真空度的要求不一樣。有的只需要粗真空（比如真空抽濾），有的需要較高的真空度（比如凍干、真空蒸餾）。不同類型的真空泵，能提供的真空度和適用范圍也各不相同。

二、實驗室為什么需要真空？

真空在實驗室里的應用場景很多。下面列舉幾個比較常見的。

抽濾（真空過濾） 是實驗室里最常見的使用場景之一。用真空泵連接布氏漏斗或砂芯漏斗，通過負壓加速液體通過濾膜的速度，實現固液快速分離。相比重力過濾，真空過濾的速度快得多。

旋轉蒸發（旋蒸） 是有機化學實驗室的標配操作。在減壓條件下，溶劑的沸點降低，可以在較低溫度下將溶劑蒸出，適合熱不穩定樣品的濃縮。

真空干燥用于去除樣品中的溶劑或水分。在真空環境下，水的沸點降低，干燥速度更快，而且可以避免樣品在高溫下分解。

真空濃縮用于生物樣品的濃縮，比如核酸濃縮、蛋白濃縮等。在減壓條件下，溶劑在低溫下即可蒸發，保護了樣品中的活性物質。

固相萃取中，真空用于加速樣品通過萃取柱，提高前處理效率。

脫氣用于去除液體中溶解的空氣或其它氣體，避免氣泡干擾后續分析（如液相色譜流動相的脫氣）。

三、實驗室常見真空泵類型

          實驗室里用得比較多的真空泵主要有三種：隔膜泵、旋片泵和水循環泵。

          隔膜泵的工作原理是：安裝在偏心曲軸上的彈性膜片在電機帶動下往復運動，使泵腔發生形變，配合進氣口和出氣口的單向閥，實現介質的吸入和排出。隔膜泵是無油運行的，不需要任何工作介質。隔膜將傳動結構與抽氣腔體隔離，運動部件不接觸氣體介質。隔膜泵的極限真空度一般在10-100 mbar（絕壓）范圍內。以系列為例，N 840 G的極限真空度可達6 mbar abs.。隔膜泵的優勢在于：無油、潔凈、維護簡單。使用過程中不會產生油霧污染，樣品和管路不會被油蒸汽污染。由于結構相對簡單，隔膜泵的維護工作主要集中在膜片和閥片的定期更換上。

          旋片泵（油泵）依靠旋轉的偏心轉子帶動旋片在泵腔內刮擦，利用油作為密封介質來實現高真空。旋片泵的優勢是真空度高，極限真空度可以達到0.1-0.01 Pa，適合對真空度要求較高的應用，如凍干機、真空干燥箱等。但旋片泵存在油污染風險——油蒸汽可能回流到系統中，污染樣品或管路。此外，旋片泵需要定期更換真空泵油，維護相對麻煩。抽取含有有機溶劑蒸汽的氣體時，油還可能被稀釋，影響泵的性能和使用壽命。

          水循環泵（循環水式多用真空泵）以水作為工作介質，通過高速水流產生的負壓來抽真空。水循環泵的結構簡單、價格相對較低，而且對水溶性溶劑蒸汽有一定的耐受性。但它的缺點是耗水量大，需要持續供水，而且真空度受水溫影響較大，極限真空度一般在2-3 kPa左右。此外，廢水處理也是一個需要考慮的問題

四、為什么生命科學實驗更適合無油隔膜泵？

          在生命科學和生物技術實驗室里，無油隔膜泵的應用越來越廣泛。這背后有幾個實際的原因。

樣品污染風險低是首要考慮因素。生命科學實驗中處理的樣品往往比較珍貴——蛋白、核酸、細胞等——一旦被油霧污染，實驗就白做了。隔膜泵的膜片將傳動結構與抽氣腔體隔離，氣體只接觸泵頭、膜片和閥門，不接觸任何潤滑油或運動部件，從根本上杜絕了油污染的可能

          環境友好也是一個值得注意的點。旋片泵運行過程中會產生油霧，需要安裝油霧過濾器，否則會污染實驗室空氣。水循環泵則持續消耗水資源，產生含溶劑的廢水。隔膜泵不需要油也不需要水，運行過程中不產生額外的污染物，對實驗室環境和操作人員都更友好

          維護方便是另一個實際優勢。旋片泵需要定期檢查油位、更換真空泵油。水循環泵需要定期換水、清理水垢。隔膜泵沒有這些麻煩——不需要換油、不需要加水，維護工作主要集中在膜片和閥片的定期更換上。以KNF的系列為例，其采用了KNF傘狀結構膜片，比傳統平面膜片更耐機械疲勞、壽命更長。用戶可自行更換膜片，不需要特殊工具或專業技師

          耐化學腐蝕對于生命科學和化學實驗室來說也很重要。很多實驗室操作會涉及有機溶劑、酸、堿等腐蝕性介質。如果選擇帶PTFE泵頭和PTFE涂層膜片的隔膜泵，就可以較好地耐受這些腐蝕性介質。型號配備了PTFE泵頭、PTFE涂層膜片和FFPM閥片，非常適用于侵蝕性或腐蝕性強的氣體和蒸汽

五、KNF實驗室真空泵及應用

德國隔膜泵制造商，1946年由Kurt Neuberger在弗萊堡創立。1962年，KNF推出了第一臺實驗室隔膜泵。1980年推出了適用于腐蝕性介質的第一臺耐化學腐蝕隔膜泵。1994年，展會上推出了泵系列

實驗室隔膜真空泵的產品系列名稱。該系列泵的特點包括：清潔、100%無油運行；抗化學腐蝕，采用PTFE泵頭、PTFE涂層膜片和FFPM閥片；緊湊設計，占用空間小；運行安靜、免維護；集成轉速控制，可通過手動旋鈕調節泵速