Petit guide du vide en laboratoire
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PETIT GUIDE DU VIDE EN LABORATOIRE Technologie du vide et applications en chimie et en sciences de la vie

AVANT-PROPOS Incroyable mais vrai : une technologie avec laquelle on crée littéralement le « néant » est en fait une technologie essentielle très répandue. Qu'il s'agisse de passer l'aspirateur chez soi ou de fabriquer les biens de consommation les plus divers, en automatisation ou en laboratoire : la technologie du vide est partout. Cette brochure s'attache cependant plus particulièrement à l'univers du laboratoire, et vous présente les exigences spécifiques auxquelles la technologie du vide doit satisfaire dans ce domaine ainsi que les solutions techniques possibles. « Avec un bon outil,...

LE VIDE : QUELLE UTILITÉ ? Dans un laboratoire, le vide est utilisé quotidiennement. Mais quelle est son utilité ? Le vide intervient dans de nombreux protocoles standard de préparation et de traitement des échantillons. Il n'occupe que rarement le devant de la scène, mais joue toutefois un rôle essentiel. Les applications les plus connues sont la filtration sous vide et le séchage. Bien entendu, le vide n'est pas indispensable à la filtration ; lorsque nous nous faisons un café, c'est la gravité et non le vide qui intervient. C'est elle qui, en définitive, fait s'écouler l'eau à travers le...

TECHNOLOGIE DU VIDE : LES EXIGENCES À SATISFAIRE Les exigences que la technologie du vide doit satisfaire dépendent nécessairement de l'application considérée ainsi que des solvants et substances utilisés. Le point d'ébullition, le risque de corrosion et la quantité de solvant devant s'évaporer font partie des données à prendre en compte dans le choix et le dimensionnement des équipements. Par exemple, il existe une importante différence entre l'évaporation à une température donnée du méthanol, du diméthylsulfoxyde (DMSO) ou d'un mélange à plusieurs composants, car ces substances présentent...

La technologie de pompage utilisée pour créer le vide diffère en fonction de la plage de pression que l'on souhaite atteindre. Une pompe à membrane sera l'équipement le plus efficace pour obtenir un vide grossier, tandis que pour obtenir un vide fin, on utilisera le plus souvent une pompe à palettes. Système de vide poussé avec pompe primaire Vide grossier Fig. 1 : plages de pression et technologies correspondantes Applications utilisant le vide fin Applications utilisant le vide grossier + Séchage résiduel dans une rampe à vide + Extraction en phase solide + Distillation moléculaire +...

Le débit de pompage est exprimé en mètres cubes par heure [m3/h] ou en litres par minute [l/min] (1 m3/h ≙ 16,6 l/min). Plus le débit de pompage est grand, plus la vitesse à laquelle la pompe est capable d'évacuer un volume donné est élevée. En comparant le débit de pompage maximal de deux pompes, il convient toutefois de vérifier si la grandeur a été mesurée à la pression atmosphérique. Lorsque la pression diminue, le débit de pompage aussi, car le nombre de molécules pouvant être évacuées par pompage baisse également. L'ampleur de cette perte de puissance diffère d'une pompe à l'autre, et...

Adéquation à la chimie Dans un laboratoire de chimie, il est important d'utiliser des pompes résistantes à la corrosion. Pour cela, on utilise principalement des matières plastiques résistantes aux produits chimiques ainsi que des têtes de pompe de conception spéciale. En chimie, une contrainte supplémentaire s'ajoute encore : les substances utilisées sont très souvent des solvants, c'est-à-dire des substances inflammables. C'est pourquoi la plupart des pompes à membrane « chimie » VACUUBRAND sont conformes à la catégorie ATEX 3 pour l'intérieur de l'appareil en contact avec le fluide. Cela...

CONSIDÉRATIONS TECHNIQUES Pour satisfaire aux exigences exposées ci-avant, il existe des solutions techniques très diverses. Ces dernières se différencient avant tout par la technologie de pompage utilisée ainsi que par le nombre et le raccordement des têtes de pompe. L’expression tête de pompe désigne l’ensemble des éléments mécaniques autour d’une chambre de pompage par laquelle les gaz sont aspirés. La performance et la robustesse d'une pompe dépendent toutefois aussi de détails structurels et de la qualité des matériaux qui la composent. Les autres caractéristiques sont fonction des...

Couvercle de carter Vannes Couvercle de tête Chambre de compression Disque de tension de membrane Membranes Disque de support de membrane Bielle Excentrique Fig. 4 : représentation schématique d'une pompe à membrane Il est important que les matériaux de la tête de pompe soient résistants aux produits chimiques. La fabrication des pièces qui composent la tête de pompe utilise des plastiques organofluorés spéciaux qui présentent une stabilité et une étanchéité à long terme très élevées (fig. 5). Ces plastiques organofluorés possèdent certes une résistance aux produits chimiques...

Dans une pompe à palettes, un cylindre excentré doté de palettes mobiles tourne dans la chambre de compression d'un autre cylindre, et évacue de cette manière le gaz entrant vers l'échappement. À partir d'un certain moment de la rotation, la position excentrée du cylindre entraîne la compression du gaz par le mouvement des palettes (fig. 6). Dès que la pression du gaz dépasse la pression d'ouverture de la vanne de sortie, le gaz est évacué vers l'échappement. L'huile sert à la lubrification et à l'étanchéité entre les palettes et le cylindre métallique. Fig. 6 : structure d'une pompe à...