Verhoogde efficiëntie door automatisering bij het recyclen van oplosmiddelen

De COVID-19-crisis en de daaruit voortvloeiende toegenomen vraag naar desinfectiemiddelen zoals isopropanol of ethanol hebben al geleid tot knelpunten in sommige regio's en tot een stijging van de oplosmiddelenprijzen op de wereldmarkt. Daarom is het recyclen van oplosmiddelen niet alleen een duurzame, maar ook een aanzienlijke manier om de bedrijfskosten in het eigen laboratorium te verlagen en tegelijkertijd de efficiëntie te verhogen.

Oplosmiddelterugwinning door middel van een verdampingsproces is een gebruikelijk laboratoriumwerkproces, waarbij vaak een rotatieverdamper wordt gebruikt. Zelfs als dit een geschikt en monsterbesparend laboratoriumapparaat is voor dit proces, is de handmatige bediening (de zogenaamde batch-bewerking) minder dan efficiënt, met name als grotere hoeveelheden oplosmiddel moeten worden gezuiverd.

Verdampingsflessen hebben slechts een beperkt volume en moeten worden bijgevuld of vervangen, wat leidt tot lange opwarmtijden van het koude medium voordat het proces opnieuw begint. De capaciteit van opvangflessen is ook beperkt en vereist regelmatig legen tijdens bedrijf. Om dit te doen, moet het hele systeem worden geventileerd en moet een lopend proces worden gestopt. Verdamping in batchwerking is een dynamisch proces waarbij de omstandigheden in het hele systeem voortdurend veranderen. Bovendien moet het vacuüm meerdere keren handmatig worden bijgesteld om een ​​constant hoge prestatie te bereiken. Hierdoor is een laboratoriummedewerker vaak enkele minuten bezig met het aanpassen van de procesparameters, het vullen en legen van de kolven of indien nodig vervangen. Dit is een kostenfactor die de mogelijke besparingen verkleint.

Honderden klanten over de hele wereld hebben al een aanzienlijke efficiëntieverhoging bereikt bij het recyclen van oplosmiddelen door een geautomatiseerde module te gebruiken die onafhankelijk het vullen en legen van de verdamper en opvangflessen regelt. De Universiteit van Bayreuth (Duitsland) geeft ons een concreet voorbeeld voor deze efficiëntieverhoging. In de laboratoria van de Faculteit Macromoleculaire Chemie werden heel vaak zeer kleine hoeveelheden met vergelijkbare inhoud verdampt, zoals gebruikelijk in scheikundige laboratoria. De promovendi en laboratoriumassistenten die in dit laboratorium werkten, besteedden een aanzienlijke hoeveelheid tijd aan het uitvoeren van de typische werkstappen op de rotatieverdamper om kleine hoeveelheden van een paar honderd milliliter oplosmiddelen te zuiveren.

De heer Lothar Benker, verantwoordelijk voor de materiaalpool in deze werkgroep, zag het potentieel van automatisering in en droeg de doctoraatsstudenten in de respectievelijke werkgroep op om de kleine hoeveelheden in containers van 5 tot 20 liter te verzamelen en zich niet bezig te houden met handmatige verwerking. De nieuwe opgezette workflow is zo ontworpen dat aan het einde van de werkdag het Heidolph-systeem van de Distimatic automatische module en rotatieverdamper (afb. 1) wordt ingeschakeld en een van de overdag gevulde containers automatisch 's nachts wordt verwerkt zonder toezicht. De volgende ochtend vinden de doctorandi de afgescheiden vloeistoffen gebruiksklaar, die vervolgens onmiddellijk beschikbaar zijn voor verder gebruik in het laboratorium. De heer Benker schat dat zijn promovendi nu per medewerker een uur extra onderzoek per dag hebben.