Колонна из чего состоит: Бурильная колонна — Что такое Бурильная колонна?

Содержание

Устройство и принцип работы бражной колонны

Традиции самогоноварения уходят своими корнями в седую древность. Никто точно не может сказать, кто первым начал дистиллировать спирт из перебродившего сырья, как и где появился привычный всем дистиллятор. Бражная колонна — разновидность дистиллятора, в котором появляются элементы ректификационной колонны, не что иное, как творческое развитие идеи получения спирта путем перегонки.


В продаже на сегодняшний день есть десятки разновидностей самогонных аппаратов, среди которых немало удачных моделей, с помощью которых можно получить не только традиционный самогон, но и довольно чистый спирт. Есть и аппараты с парогенераторами, предназначенные для перегонки плотного сусла, с их помощью можно получить домашний виски, кальвадос или сливовицу.

Заводская бражная колонна

Среди менее-более традиционных аппаратов несколько затерялись бражные колонны. О них известно сравнительно немногим людям, занимающимися самогоноварением как хобби, или профессионально перерабатывающим продукцию своего сада на спиртное.

Такой вид деятельности распространен в регионах, привлекательных для туристов, где климат позволяет выращивать различные фрукты в промышленных масштабах.

Что такое бражная колонна

Следует уточнить, что бражная колонна, которая используется в домашних самогонных аппаратах, принадлежит к классу пленочных, несколько ограниченных в сфере применения и производительности. Но это самый простой конструктивно вариант тепломассообменного устройства, который, к тому же, на удивление качественно работает.

Почему «на удивление»? Многие домашние умельцы и производители промышленных самогонных аппаратов для бытового использования идут путем наименьшего сопротивления. Они берут принципиальную схему промышленной установки, какие используются на спиртовых и водочных заводах и путем уменьшения размеров создают свои конструкции. Принцип работы, вроде бы, тот же, но многие процессы при этом начинают происходить совершенно иначе.

Причиной тому теплоемкость материала установки, те же размеры — полный тепломассообмен происходит медленно, требует больших площадей контакта, стабильности температуры и соблюдения еще многих физико-химических параметров. Схема вроде бы рабочая, но не совсем.

Такой принцип конструирования напоминает авиастроителей, которые уменьшили «Боинг» до размеров «кукурузника» и удивляются, почему он не летает, а если и летает, то намного хуже.

Бражная колонна сделанная своими руками, конечно же, работает, но феноменальных результатов ждать от нее не приходится. Качественный спирт можно получить после второй перегонки, как на хорошем дистилляторе с сухопарником и барботером после третьей дистилляции и фильтровании при помощи активированного угля. Экономический эффект очевиден, но бражные колонны требуют постоянного контроля и соблюдения температурного режима.

По своей сути, бражная колонна представляет обычный дефлегматор, в котором с большой эффективностью отделяются пары спирта от высококипящих примесей (сивухи). Значительного увеличения выхода спирта нет, можно добиться прироста на 5-10%, но происходит ли это из-за применения бражной колонны, или благодаря тщательному соблюдению температурного режима. По эффекту действия бражная колонна равняется с тандемом сухопарник-барботер.

Конструкция колонны

Чертеж бражной колонны

Технически бражная колонна представляет собой отрезок медной или нержавеющей трубы диаметром 25-50 мм высотой равняющейся тридцатикратному диаметру. Колонны с меньшим соотношением выполняют более декоративные функции.

В верхней части колонны, приблизительно на отрезке в 25% от всей длины, монтируется первичный холодильник. Он должен охладить пары браги до точки конденсации тяжелых примесей и вернуть конденсат обратно в бак. Холодильник может быть сделан в виде встроенного змеевика, внешнего змеевика в виде намотанной на колонну медной трубки, водяной рубашки.

В бражной колонне изготовленной своими руками, лучше всего использовать первые два варианта. Водяную рубашку сделать самостоятельно довольно сложно, это доступно только при наличии промышленного оборудования и определенных инженерных знаний и слесарных навыков. Схема холодильника выбирается исходя из конкретных условий.

Чуть выше змеевика предусматривается место для установки термометра. В аппарате с бражной колонной обязательно должны быть два термометра — на баке и на верхней части колонны. Причем работать они должны с одинаковой точностью, как электронные, так и биметаллические.

Наличие на рынке многочисленных термометров из Поднебесной еще не гарантируют того, что вам удастся купить два, показывающие одинаковую температуру в одинаковых условиях. Придется их проградуировать. Делается это очень просто и доступно любому школьнику — в миску или кастрюлю наливается 1 л воды и засыпается 1 кг колотого льда (приготовить его придется заранее в морозилке холодильника).

Спустя минут 15-20, когда лед начнет потихоньку таять и останется его примерно половина от прежнего количества, погружаем датчики термометров в эту смесь. Минуты через две оба термометра должны показывать 0 С. Если показания разные, то вы хотя бы знаете, насколько они расходятся.

Но градуировка на этом не закончена. На плите вскипятите воду и погрузите термометры в кипяток. Тот, который покажет 100 С работает правильно. Его и следует использовать, как базовый, а на втором учитывать погрешность.

Верхняя часть колонны паропроводом из трубки диаметром 8-10 мм соединена с холодильником классической конструкции, какие используются в обычных дистилляторах. В бражной колонне очищаются спиртовые пары, а их конденсация происходит в холодильнике.

Оба охладителя, на колонне и на конденсаторе работают независимо друг от друга. При этом холодильник на колонне должен быть регулируемым. Это удобно сделать, смонтировав на входном (нижнем) его патрубке обычный кран-регулятор от батареи отопления. Для чего он нужен, будет сказано ниже.

Материалы изготовления

Бак аппарата с бражной колонной своими руками лучше всего сделать из нержавейки. В крышке следует сделать резьбовой или фланцевый штуцер для соединения с колонной. Очень удобно использовать хомуты Кламп. Соединение получается прочным, монтируется и демонтируется аппарат быстро и не требует применения инструментов.

Монтаж надстройки с помощью клампа

Сама колонна изготовляется из меди или нержавеющей пищевой стали. Можно использовать и латунь, если удастся найти подходящую трубу. Утеплять бражную колонну не рекомендуется.

Холодильник и паропроводы тоже делаются из меди или нержавейки. Их этих материалов несложно изготовить змеевики и все виды соединений. Купить медную трубку любого диаметра (или нержавеющую) можно в интернете или хозяйственном магазине.

Как работает бражная колонна пленочного типа

Принцип работы бражной колонны очень похож на действие ректификатора, но в несколько упрощенном виде. Пары, содержащие спирт и сопутствующие жидкости (альдегиды, эфиры, сивуху и прочие примеси) поднимаются вверх по медленно прогревающейся трубе колонны и конденсируются на стенках, стекая обратно в резервуар. По мере прогревания высота уровня полной конденсации становиться все больше, пока не достигнет холодильника дефлегматора. Это происходит при температуре на верхнем холодильнике около 50-56 С.

Конденсат, флегма вместе со спиртом, стекает вниз, а легкокипящие пары (головы) поступают в холодильник-конденсатор и собираются в отдельную посуду. До начала основной перегонки с 10 литров браги нужно собрать до 0,5 литра голов, чрезвычайно ядовитой жидкости, которая непригодна ни для повторной перегонки, ни для употребления.

Продолжая нагрев куба, доводим температуру на верхнем холодильнике до 76 С. такой она должна быть на протяжении практически всего сеанса, только под конец дистилляции ее можно поднять на 2-4 градуса и собрать получившуюся жидкость в отдельную емкость. Она пойдет на повторную перегонку. Поддерживается требуемая температура с помощью крана на входе холодильника и регулятором плиты или ТЭН.

В самой колонне происходит процесс взаимодействия стекающей по стенкам трубы жидкости и поднимающихся из испарителя горячих паров. Флегма прогревается, и из нее испаряются остатки спирта, поднимаясь к паропроводу холодильника. Сивуха остается в жидком состоянии и стекает обратно в бак.

Все взаимодействие горячего пара и флегмы происходит на стенках колонны, где жидкость образует тонкую движущуюся вниз пленку. Поэтому и колонны такого типа называются пленочными.

При перегонке нельзя допускать, чтобы брага закипела. Температура в кубе не должна превышать 85-90 С.

Бражная колонна из меди лучше нержавеющей по причине высокой теплопроводности меди. Она лучше отводит тепло от пленки флегмы и ее конденсация начинается раньше, что позволяет уменьшить высоту колонны без снижения производительности. Медная трубка и фитинги обеспечивают надежную герметизацию при высокой прочности и надежности всей конструкции.

Другие виды бражных колонн

Часто приходится встречать описания колонн с наполнителем, призматическими насадками и прочими приспособлениями, якобы увеличивающими эффективность колонны. Это не совсем так. Насадки и наполнитель — атрибут ректификационной колонны, в бражной они не совсем уместны.

Отличается по конструкции бражная колонна непрерывного действия. В ней брага подается сверху непрерывным потоком и по пути взаимодействует с поднимающимся снизу водяным паром из парогенератора. Стекающая брага по пути разделяется на множество потоков специальными тарелочными устройствами и прогревается до температуры испарения спирта. Остальные жидкости беспрепятственно стекают в заборную емкость.

Сивуха и прочие вредные жидкости попросту не успевают испариться. Этот принцип работы очень эффективен при промышленном производстве спирта, но трудно реализуем в бытовых условиях.

Колонны в интерьере: предназначение, функции и особенности

755 Просмотров ,

Колонны в интерьере на сегодняшний день используются, чтобы подчеркнуть высокий статус жилья. Они являются своеобразным символом достатка, надежности и благосостояния. Ведь пару веков назад их могли себе позволить только люди, принадлежащие к высшему обществу.

Но, чтобы добиться такого эффекта, необходимо правильно использовать колонны в интерьере. Есть несколько советов и нюансов, которые не стоит игнорировать.

Колонны: от истории к современности

Первые колонны археологи нашли еще на раскопках в Египте. В древности их использовали для возведения пирамид. В те времена это был большой цилиндр, который мог быть более десяти метров в высоту. Затем колонны появились и в Европе, где и получили широкое применение.

В архитектуре ими поддерживали арочные своды, перенося на колонны большую часть нагрузки. Сегодня можно увидеть колонны, на которых размещены маленькие статуи. В этом случае они имеют декоративный характер. Украшают колонны и фасады здания, подчеркивая, что в нем живут люди зажиточные и состоятельные.

Колонны делятся на два вида — пилястры и полуколонны. Первые похожи на обычные колонны, но только внешне, так как в них отсутствует энтазис. Это переход от широкого к узкому снизу кверху. С его помощью можно избавиться от вогнутости столба, которая возникает с визуальной стороны. Полуколонны будто вдавлены в стену. Чаще всего они, в отличие от пилястров, несут только декоративную функцию.

Элементы конструкции колонн

Колонны состоят из основных элементов. В каждой из них есть три основных:

  1. Основание (или база). Именно на нее приходится большая часть нагрузки. База расположена снизу колонны и представляет собой незамысловатую геометрическую форму типа квадрата.

  2. Тело, еще его называют стволом. Это основная часть, которая бывает круглой или с множеством углов, если рассматривать колонну в поперечном сечении. Может быть декорирована орнаментом или же иметь полностью гладкую поверхность.

  3. Капитель. Она несет декоративный характер и привлекает к себе основное внимание. Также используется для распределения нагрузки. В нее входит абак, который призван соединять поддерживающую конструкцию и капитель. Иногда абак украшают дополнительным декором, в классическом понимании он имеет вид четырехугольника. Если капители нет, то колонна принимает вид обыкновенного столба.

Колонны в современном интерьере и их предназначение

Есть люди, которые удивляются тому, что колонны все еще находят приверженцев в наше время. Они объясняют это тем, что эти элементы уже давно устарели и стали немодными. Но, как показывает зарубежная практика, колонны не утратили своей актуальности, так как способны полностью преобразить любое, даже самое заурядное помещение.

Они придают интерьеру благородства и вселяют дух античности. Идеально подходят колонны для зонирования пространства. С их помощью можно разделить одну комнату на несколько условных зон.

Опорная функция колонн

Если вы затеяли перепланировку и решили снести несколько стен или перегородок, то колонны помогут вашему потолку не рухнуть, а остаться на своем месте. Они будут прекрасной поддержкой для перекрытия.

При этом они смогут выполнять и другие свои функции. Необходимо помнить, что опорные колонны должны быть сделаны из прочных материалов, которые смогут выдержать большое давление. Хорошо подходят все виды кирпича и камня.

Декоративная функция

Хотите сделать свой интерьер более благородным? Колонны подойдут для этого идеально. Отличной идеей станут сдвоенные элементы. Тогда на одной территории смогут присутствовать сразу несколько конструкций, создавая целостную композицию. Хорошо в качестве декора выступят и полуколонны. Ими можно выделить зону отдыха в гостиной или спальне.

Не стоит забывать о том, что мебель и отделку нужно подбирать уже после того, как вы определитесь с установкой колонн. Это очень специфический элемент, который будет сложно вписать в несоответствующий интерьер.

Зонирование

Чаще всего для зонирования в современных интерьерах используются арки и перегородки. А вот колонны — это больше исключение и правил. Тем не менее о такой функции нельзя не упомянуть. Колоннадой можно отделить, к примеру, столовую от гостиной. И это будет выглядеть очень эффектно.

Если проявить фантазию и смекалку, то декоративные колонны в столовой или кухне можно использовать как место для хранения. В них легко расположить маленькие скрытые полки, куда поместится различная кухонная утварь.

В случае если в колоннаде участвует барная стойка, то в ней можно расположить ячейки, где хранится посуда, бутылки с вином или другими спиртными напитками. При помощи колонн можно отделить не только столовую, но и спальню или лоджию.

Маскировка недостатков

В каждом современном жилище есть масса различной техники. Питается она, конечно же, от электричества и нуждается в массе проводов. А они не украшают интерьер. Поэтому многие стремятся спрятать провода от своих и посторонних глаз. Придать помещению более эстетичный вид помогут фальшколонны, которые делают из гипсокартона. За ними и прячутся всевозможные провода. Ярким примером может стать то, как располагают данные колонны вокруг зоны телевизора.

Материал для изготовления колонн

В зависимости от своего предназначения колонны могут изготавливаться из таких материалов:

  • Камень и кирпич. Станут прекрасной основой для колонн, которые поддерживают перекрытия. Помните, что эти материалы сами по себе тяжелые, потому это нужно обязательно учитывать, если решили располагать колонны из них в многоквартирном доме.

  • Металл. Хорошо подходит для современных направлений в интерьере, таких как минимализм, лофт, хай-тек.

  • Дерево. Благодаря универсальности может вписаться в любой — как современный, так и классический — интерьер. Может выполнять функции декора.

  • Бетон. Прекрасно дополнит дизайн в стиле лофт даже без дополнительной обработки.

  • Гипсокартон. Очень распространенный материал, так как из него можно сделать колонну любой формы и размера. Недорогой и простой в работе. Однако не выдерживает больших нагрузок, поэтому больше подходит для изготовления декоративных колонн.

Применение колонн в современном интерьере очень разнообразно. Они могут нести различные функции и применяться в качестве декора. Самое главное — правильно вписать колонны в интерьер, чтобы они в нем смотрелись уместно и гармонично.


Типы, конструкции баз колонн и их расчет

База колонны служит для распределения сосредоточенного дав­ления от стержня колонны по площади фундамента и обеспечивает закрепление нижнего конца колонны в соответствии с принятой рас­четной схемой.

Различают два основных типа баз — шарнирные и жесткие. Шарнирные базы имеют наиболее простую конструкцию. Для цен­трально-сжатых колонн со значительным усилием может быть при­менена база, состоящая из толстой стальной опорной плиты, на ко­торую опирается фрезерованный торец стержня (рисунок ниже). Для легких колонн фрезеровать торец нецелесообразно, так как все уси­лия могут передаться на опорную плиту через сварные швы, с по­мощью которых колонна прикреплена к плите. Соединительная тра­верса (рисунок ниже) создает более равномерную передачу силового потока от колонны к плите. Особенность всех шарнирных баз со­стоит в том, что анкерные болты (их обычно два) крепят базу к фун­даменту непосредственно за опорную плиту.

Жесткие базы центрально-сжатых колонн (рисунок ниже) имеют не менее четырех анкерных болтов, которые крепятся к траверсам. Благодаря этому после затяжки болтов исключается поворот колон­ны на опоре.

Во внецентренно сжатых колоннах устраивают жесткие базы, которые могут передавать изгибающие моменты. С этой целью тра­версы приходится развивать в направлении действия момента. При относительно небольших опорных моментах траверсы делают из листов толщиной 10-12 мм (по типу рисунок ниже) или швеллеров.

Типы баз колонн

1 — анкерные болты; 2 — опорные плиты; 3 — траверсы

Толщину опорной плиты базы определяют расчетом, однако из конструктивных соображений не принимают менее 20 мм.

Обычно базы колонн устанавливают на 500-1000 мм ниже от­метки пола здания и обетонировывают для защиты от коррозии.

Расчет и конструирование баз колонн. База служит для пере­дачи нагрузки от стержня колонны на фундамент. При незначитель­ной нагрузке (N < 6000 кН) она состоит из опорной плиты, и на­грузка в этом случае передается полностью сварными швами, при­крепляющими стержень колонны к этой плите. В общем случае база состоит из опорной плиты 1, траверс 2, ребер жесткости 3 и анкер­ных болтов 4 (рисунок ниже). На этом рисунке представлен нежесткий (шарнирный) вариант базы. При назначении размеров элементов базы принимают во внимание рекомендации: с = 70-120 мм; tpl = 16-40 мм; ttr = 10-16 мм; tr > 6 мм.

Схема базы

1 — опорная плита; 2 — траверсы; 3 — ребра жесткости; 4 — анкерные болты; 5 — диафрагма

Анкерные болты фиксируют правильность положения колонны относительно фундамента. В центрально-сжатых колоннах они не имеют усилий и поэтому их диаметр назначают конструктивно в пределах 20-36 мм. При шарнирном опирании анкерные болты кре­пят непосредственно к опорной плите (рисунок выше), за счет гибкости которой обеспечивается податливость соединения, если возникают случайные моменты. При жестком сопряжении болты (не менее че­тырех) крепят к стержню колонны посредством специальных сто­ликов или к траверсам (в зданиях с легкими мостовыми кранами) и затягивают их с напряжением, близким к расчетному сопротивле­нию. Это устраняет возможность поворота стержня колонны на опо­ре. В данном случае база считается жестко защемленной в фунда­менте здания как в плоскости, так и из плоскости рамы.

Хроматографические колонки — Химия LibreTexts

Хроматография — это аналитический метод, который разделяет компоненты в смеси. Хроматографические колонки являются частью оборудования, используемого в хроматографии. Пять хроматографических методов, в которых используются колонки, — это газовая хроматография (ГХ), жидкостная хроматография (ЖХ), ионообменная хроматография (ИЭК), эксклюзионная хроматография (ЭХ) и хиральная хроматография. Основные принципы хроматографии применимы ко всем пяти методам.

Газовые хроматографические колонки

В газовой хроматографии подвижной фазой является газ. Газохроматографические колонки обычно имеют длину от 1 до 100 метров. Газожидкостная хроматография (ГЖХ): Жидкая стационарная фаза связана или адсорбирована на поверхности открытой трубчатой ​​(капиллярной) колонки или на твердом уплотненном носителе внутри колонки. Сопоставление полярностей аналита и стационарной фазы не является точной наукой. Оба должны иметь схожие полярности.Толщина стационарной фазы колеблется от 0,1 до 8 мкм. Чем толще слой, тем более летучим может быть аналит.

Высокоэффективные жидкостные хроматографические колонки

Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ) — это разновидность жидкостной хроматографии, в которой используется подвижная жидкая фаза. Те же основные принципы газовой хроматографии применяются к жидкостной хроматографии. Существует три основных типа жидкостных хроматографических колонок: жидкость-жидкость, жидкость-твердое вещество и ионообменные. В жидкостно-жидкостных хроматографических колонках жидкая неподвижная фаза связана или абсорбирована на поверхности колонки или набивочного материала. жидкостно-жидкостные хроматографические колонки не так популярны, потому что они имеют ограниченную стабильность и неудобны. Разделение происходит между двумя разными жидкостями подвижной и неподвижной фаз. В жидкостно-твердых хроматографических колонках неподвижная фаза представляет собой твердое вещество, и аналит поглощается неподвижной фазой, которая разделяет компоненты смеси.В ионообменных хроматографических колонках неподвижной фазой является ионообменная смола, и разделение происходит при ионном обмене, который происходит между аналитом и неподвижной фазой.

Обычно ВЭЖХ имеет защитную колонку перед аналитической колонкой для защиты и продления срока службы аналитической колонки. Защитная колонка удаляет твердые частицы, загрязнения и молекулы, которые необратимо связываются с колонкой. Защитная колонка имеет стационарную фазу, аналогичную аналитической колонке.

Наиболее распространенные колонки для ВЭЖХ изготавливаются из нержавеющей стали, но они также могут быть изготовлены из толстого стекла, полимеров, таких как полиэфирэтилкетон, комбинации нержавеющей стали и стекла или комбинации нержавеющей стали и полимеров. Типичные аналитические колонки для ВЭЖХ имеют длину от 3 до 25 см и диаметр от 1 до 5 мм. Колонки обычно прямые, в отличие от колонок GC. Частицы, заполняющие колонки, имеют типичный диаметр от 3 до 5 мкм. Эффективность жидкостных хроматографических колонок повысится, когда диаметр упакованных частиц внутри колонки уменьшится.

Упаковочный материал

Колонки для ВЭЖХ

обычно заполнены пленочными или пористыми частицами. Пелликулярные частицы сделаны из полимера или стеклянных шариков. Пелликулярные частицы окружены тонким однородным слоем кремнезема, полистирол-дивинилбензольной синтетической смолы, оксида алюминия или другого типа ионообменной смолы. Диаметр пелликулярных шариков составляет от 30 до 40 мкм. Пористые частицы используются чаще и имеют диаметр от 3 до 10 мкм. Пористые частицы состоят из диоксида кремния, полистиролдивинилбензольной синтетической смолы, оксида алюминия или другого типа ионообменной смолы.Силикагель является наиболее распространенным типом пористого материала для набивки частиц.

В ВЭЖХ

Partition используются колонки с жидкой связанной фазой, в которых жидкая стационарная фаза химически связана с насадочным материалом. Набивочный материал обычно представляет собой гидролизованный диоксид кремния, который вступает в реакцию с покрытием связующей фазы. Обычными связующими покрытиями являются силоксаны. Относительная структура силоксана показана на рисунке \(\PageIndex{1}\).

Таблица \(\PageIndex{1}\): В этой таблице показаны группы R, которые могут быть присоединены к силоксану, и для какого хроматографического метода они обычно применяются.
Группа R присоединена к силоксану Применение метода хроматографии
Алкил Обратная фаза
Фторалкил Обратная фаза
Циано Нормальная и обратная фаза
Амид Обратная фаза
Амино Нормальная и обратная фаза
диметиламин Слабый анионит
Четвертичный амин Сильный анионит
Сульфоновая кислота Сильный катионит
Карбоновая кислота Слабый катионит
Диол реверс фазы
Фенил Обратная фаза
Карбамат Обратная фаза

ВЭЖХ с обращенной и нормальной фазой

Полярная неподвижная фаза и неполярная подвижная фаза используются для ВЭЖХ с нормальной фазой. В нормальной фазе наиболее распространенными группами R, присоединенными к силоксану, являются: диол, амино, циано, неорганические оксиды и диметиламино. Нормальная фаза также является формой жидкостно-твердой хроматографии. Наиболее неполярные соединения будут элюироваться первыми при проведении нормально-фазовой ВЭЖХ.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Основная структура силоксана. Группы R могут варьироваться в зависимости от типа анализируемой колонки и анализируемого вещества. Эта фигура была создана с помощью ChemBioDraw Ultra 12.0.

ВЭЖХ с обращенной фазой использует полярную подвижную фазу и неполярную стационарную фазу.ВЭЖХ с обращенной фазой является наиболее распространенным методом жидкостной хроматографии. Группы R, обычно присоединенные к силоксану для ВЭЖХ с обращенной фазой, представляют собой: C 8 , C 18 или любой углеводород. Обратная фаза также может использовать воду в качестве подвижной фазы, что выгодно, поскольку вода дешева, нетоксична и невидима в УФ-диапазоне. Наиболее полярные соединения будут элюироваться первыми при выполнении ВЭЖХ с обращенной фазой. Посмотрите анимацию о принципе обращенно-фазовой хроматографии, чтобы понять ее принцип.

Ионообменные хроматографические колонки

Ионообменные колонки используются для разделения легко поддающихся ионизации ионов и молекул. Разделение ионов зависит от сродства ионов к неподвижной фазе, которая создает ионообменную систему. Электростатические взаимодействия между аналитами, подвижной фазой и неподвижной фазой способствуют разделению ионов в образце. Только положительно или отрицательно заряженные комплексы могут взаимодействовать с соответствующими катионитами или анионообменниками.Обычными наполнителями для ионообменных колонок являются амины, сульфокислота, диатомовая земля, стирол-дивинилбензол и сшитые полистирольные смолы. Некоторые из первых использованных ионообменников были неорганическими и изготавливались из алюмосиликатов (цеолитов). Хотя алюмосиликаты не получили широкого применения в качестве ионообменных смол.

Эксклюзионные хроматографические колонки

Исключение размера Хроматографические колонки разделяют молекулы на основе их размера, а не молекулярной массы.Обычным насадочным материалом для этих колонок являются молекулярные сита. Цеолиты представляют собой обычное молекулярное сито, которое используется. Молекулярные сита имеют поры, в которые могут проникнуть маленькие молекулы, но не могут пройти большие молекулы. Это позволяет более крупным молекулам проходить через колонку быстрее, чем более мелким. Другими наполнителями для эксклюзионных хроматографических колонок являются полисахариды и другие полимеры, а также диоксид кремния. Размер пор для эксклюзионного разделения варьируется от 4 до 200 нм.

Рисунок \(\PageIndex{2}\): Схема столбца исключения размера.Более крупные частицы элюируются первыми, потому что они слишком велики, чтобы поместиться в порах. Самые маленькие частицы будут элюироваться последними, потому что они очень хорошо помещаются внутри пор. Эта фигура была создана с помощью Microsoft Paint.

Хиральные колонки

Хиральные колонки используются для разделения энантиомеров. Разделение хиральных молекул основано на стереохимии. Эти колонки имеют стационарную фазу, которая избирательно взаимодействует с одним энантиомером по сравнению с другим. Эти типы колонок очень удобны для разделения рацемических смесей.Некоторые стационарные фазы, используемые для разделения энантиомеров, показаны в таблице \(\PageIndex{2}\).

Таблица \(\PageIndex{2}\): В этой таблице показаны некоторые стационарные фазы, используемые для разделения энантиомеров, и соответствующие хроматографические методы, к которым они применяются.
Стационарная фаза Используемые методы
Хелаты металлов ГК, ЛК
Производные аминокислот ГК, ЛК
Белки ЛК
Спиралевидные полимеры ЛК
Производные циклодекстрина ГК, ЛК

Эффективность колонки

Расширение пиков или полос приводит к снижению эффективности колонки. В идеальной ситуации должны быть разрешены острые пики. Чем дольше вещество остается в колонке, тем больше расширяются пики. Удлинение колонки — это способ улучшить разделение различных частиц в колонке. Колонка обычно должна оставаться при постоянной температуре, чтобы оставаться эффективной. Высота тарелки и количество теоретических тарелок определяют эффективность колонки. Повышение эффективности будет заключаться в увеличении количества тарелок и уменьшении высоты тарелок.2\]

, где \(t_R\) — время удерживания, \(W\) — ширина пика и \(W_{1/2}\) — половина ширины пика.

Эквивалент высоты теоретической тарелки (HETP) определяется по уравнению:

\[В=Д/Н\]

или HETP также можно определить по уравнению Ван Бемтера :

\[H=A+\dfrac{B}{u}+Cu\]

, где H равно HETP, A — термин для турбулентной диффузии, B — термин для продольной диффузии, C — коэффициент массообмена между неподвижной и подвижной фазами, а u — линейная скорость. Уравнение для HETP часто используется для описания эффективности колонны. Эффективная колонка будет иметь минимальное значение HETP. Высота тарелок газовых хроматографических колонок по крайней мере на один порядок больше, чем тарелок жидкостной хроматографической колонки. Однако столбцы GC длиннее, что делает их более эффективными. Колонки ЖХ имеют максимальную длину 25 см, тогда как колонки ГХ могут иметь длину 100 метров.

Ссылки

  1. Скуг Д., Холлер Дж., Крауч С.Принципы инструментального анализа, 6-е изд.; Томсон Брукс/Коул: Белмонт, 2007.
  2. .
  3. Пул, К.Ф. Сущность хроматографии; Эльзевир: Сан-Франциско, 2003.
  4. .
  5. Миллер, Дж.Дж. Хроматография: концепции и контрасты, 2-е изд.; John Wiley & Sons, Inc.: Хобокен, Нью-Джерси, 2005.
  6. .
  7. Равиндранат Б., Принципы и практика хроматографии; Джон Вили и сыновья: Нью-Йорк, 1989.
  8. .
  9. Джонсон, Э.Л., Стивенсон, Р., Основная жидкостная хроматография; Varian Associates: Пало-Альто, Калифорния, 1978 г.
  10. Браун, П.Р., Хартвик, Р.А., Высокоэффективная жидкостная хроматография. В химическом анализе; Winefordner, JD, Ed. Джон Вили и сыновья: Нью-Йорк, 1989; Том. 98; стр. 277-295

Различные типы колонок для ВЭЖХ, используемые в анализе: Фармацевтические рекомендации

Колонки являются основным компонентом ВЭЖХ, поскольку колонка отвечает за разделение компонентов пробы. Проба проходит через колонку с подвижной фазой и при выходе из колонки разделяется на ее компоненты.

Как правило, силикагель заполняется в колонках высокоэффективной жидкостной хроматографии из-за размера его частиц и пористости, которые помогают в разделении компонентов, а силикагель также является инертным материалом, который не реагирует с подвижными фазами. Поэтому колонки с силикагелем можно использовать для анализа соединений различной химической природы. Материал, заполняющий колонки для ВЭЖХ, известен как стационарная фаза.

Существуют различные типы хроматографических колонок в зависимости от их состава и метода разделения. Некоторые из них описаны здесь.

1) Колонки с нормальной фазой

2) Колонки с обратной фазой

3) Ионообменные колонки

4) Столбцы исключения размера

1) Колонки для ВЭЖХ с нормальной фазой:

Этот тип колонок имеет более полярную стационарную фазу, чем подвижная фаза. Наполнитель колонки должен быть более полярным, чем подвижная фаза, и этому условию отвечает диоксид кремния, который является полярным материалом. Но вода более полярна, чем кремнезем, поэтому воду не используют, а в качестве подвижной фазы используют хлористый метилен, гексан и хлороформ или их смесь с диэтиловым эфиром.

Разделение компонентов пробы происходит на основе полярности компонентов пробы. Компоненты образца, имеющие большую полярность, больше взаимодействуют с полярной неподвижной фазой, что приводит к отделению от менее полярного компонента, который взаимодействует с менее полярной подвижной фазой. Колонки с силикагелем широко используются в фармацевтическом анализе. Насадка для хроматографических колонок, в которой используются колонки с нормальной фазой, известна как Нормально-фазовая хроматография .

2) Обратная фаза ВЭЖХ Колонки:

В столбцах с обратной фазой, как следует из названия, они обратны столбцам с нормальной фазой.Он имеет неполярную или менее полярную неподвижную фазу, чем более полярная подвижная фаза. Связанные углеводороды, такие как C8 и C18, и другие неполярные углеводороды используются в качестве неподвижной фазы в колоннах с обращенной фазой, в то время как водно-органический раствор, такой как смесь вода-метанол или вода-ацетонитрил, используется в качестве подвижной фазы.

Разделение компонентов пробы в колонках с обращенной фазой также происходит на основе полярности компонентов пробы, но происходит прямо противоположно колонкам ВЭЖХ с нормальной фазой, поэтому этот тип хроматографии известен как хроматография с обращенной фазой .

3) Ионный обмен ВЭЖХ Колонки:

Соединения, которые легко ионизируются, анализируются с помощью этих колонок. Неподвижная фаза в этих колонках остается кислой или основной, имеющей отрицательный или положительный заряд, а подвижная фаза представляет собой полярную жидкость в виде раствора соли в воде. Разделение молекул происходит на основе ионной силы притяжения между молекулами и заряженной неподвижной фазой. Из-за обмена ионами во время разделения компонентов образца он известен как Ионообменная хроматография .

4) Исключение размера ВЭЖХ Колонки:

Пористая неподвижная фаза в этих колонках позволяет разделять компоненты в зависимости от их размера. Комбинация полимеров, таких как полисахариды и диоксид кремния, используется в качестве стационарной фазы в этих колонках. Малые молекулы образца проникают в поры неподвижной фазы, а крупные молекулы частично проникают в поры. Поэтому большие молекулы образца элюируются первыми, а не малые, и эта хроматография называется Эксклюзионная хроматография .Эти колонки обычно не используются при анализе фармацевтических соединений.

Колонки для ВЭЖХ имеют различную длину от 30 до 250 мм и размер частиц или пористость от 3 мкм до 5 мкм. Эти факторы влияют на анализ образца, поэтому они считаются важными при разработке аналитического метода ВЭЖХ. Колонки выбирают в зависимости от природы анализируемого соединения и подвижной фазы. Производительность колонки также следует время от времени оценивать, как правило, после 1000 запусков или по мере необходимости.


Набивной или капиллярный?

Колонки с набивкой имеют более высокую пробу емкости, чем капиллярные колонки, хотя разница был значительно уменьшен за счет капилляров большого диаметра 530 м изобретена компанией Agilent. Улучшения в чувствительности детектора также уменьшилась потребность в больших выборках. Единственная область, в которой упакованы колонки могут иметь преимущество именно при анализе газовых проб.

Практически для всех остальных образцов капилляры обеспечивают гораздо лучшую эффективность (узкие пики), которые приводит к значительному улучшению разделения пиков. Фактически, разделяющая способность настолько велика, что многие анализы могут быть сделаны на удивительно короткие колонки в очень коротких тиражах. На этот раз экономия времени приводит непосредственно к сокращению времени выполнения работ и увеличению пропускная способность образца.

Для новых или обновленных методов мы рекомендовать капиллярные колонки, если нет причина использования упакованных столбцов.

Колонна материал

Он должен быть максимально инертным, особенно для работы по анализу следов или для соединений, которые склонны плохо хвоститься, например активные соединения, такие как меркаптаны или похожие. Для капилляров плавленый кварц является материалом выбор.

Существует два основных типа капиллярные колонки из плавленого кварца: открытые трубчатые или Колонки WCOT и колонки Porous Layer Open Tubular или PLOT. Неподвижная фаза в колонках WCOT представляет собой жидкую пленку, покрытую деактивированная стенка колонны. Это наиболее широко используемые колонки в газовой хроматографии.В столбцах PLOT стационарная фаза – твердое вещество, покрытое оболочкой колонная стена.

Колонки с насадкой могут быть стеклянными или металл, обычно нержавеющая сталь. Металл, хотя по своей сути активен, долговечен и подходит для неполярных материалов. Но если пробы с полярными компонентами необходимо проанализировать, выбрать стекло. Если даже это слишком активно (замыкание пика, потеря выборки), попробуйте деактивационное лечение.

Стационарная фаза

При выборе капиллярных колонок первое решение, которое необходимо принять, — является ли столбец PLOT нужный. Вот типичные области применения трех типы столбцов PLOT:

Молекулярный Сито Исправлено газы, чувствительные к воде
Дивинилбензол (ДВБ)
HP-PLOT Q
Завершено разделение изомеров C 1 на C 3 , только частичное разделение изомеров C 4 и высшие (до C 14 ), полярные соединения, летучие растворители
выдержит воду
Глинозем Ал 2 О 3 Разделение изомеров C 1 по C 10 , чувствительный поливать

 

Если ни один из вышеперечисленных приложения — это то, что вас интересует, тогда вы сможете использовать столбец типа WCOT.

При столкновении с неизвестным образца, сначала попробуйте колонку, которая в настоящее время находится в вашем ГХ. Если что не дает удовлетворительных результатов, подумайте, что вы знаете о образце. Основной принцип заключается в том, что аналиты любят взаимодействуют с неподвижными фазами аналогичной химической природы. Этот означает, что чем больше вы знаете о своем образце, тем проще найти оптимальную фазу разделения.

Самый важный шаг – учитывайте полярный характер ваших аналитов:

  • Неполярные молекулы – обычно состоит только из углерода и водорода, не имеет диполя момент. Углеводороды с прямой цепью (н-алканы) распространены Примеры неполярных соединений.
  • Полярные молекулы — преимущественно состоят из углерода и водорода, но также содержат атомы азот, кислород, фосфор, сера или галоген. Примеры включают спирты, амины, тиолы, кетоны, нитрилы, органо- галогениды и т. д.
  • Поляризующиеся молекулы — в основном состоят из углерода и водорода, но также содержат ненасыщенные связи. Примеры включают алкены, алкины и ароматические соединения.

Hewlett-Packard предлагает вам правильная стационарная фаза для ваших конкретных потребностей разделения: ваш образец представляет собой смесь неполярных компонентов одного и того же химический тип, такой как углеводороды в большинстве нефтяных фракций? Попробуйте использовать неполярную колонку, такую ​​как HP-1, которая разделяет их на (приблизительный) порядок температуры кипения.Возможно, вы подозреваете кого-то ароматические компоненты; попробуйте колонку типа НР-5 или НР-35 с фенильные группы.

Образцы с полярными или поляризуемыми соединения часто хорошо разрешаются на более полярных и/или поляризуемые неподвижные фазы, содержащие фенильные группы и одинаковый Примерами являются колонки HP-210 или HP-225. Если даже больше требуются полярные фазы, рассмотрим полиэтиленгликоль (ПЭГ) фазы, также часто называемые восковыми фазами.

Пожалуйста, смотрите фазу диаграмма выбора для предложений стационарной фазы, которые в зависимости от применения и полярности анализируемого вещества.

Bonding создает химические связи между фазой и трубкой колонки. Сшивание полимеризует фазу на месте для увеличения ее молекулярной массы. Оба процесса происходят одновременно во время производственный процесс связанных/сшитых колонок и имеют желательные эффекты повышения температурной стабильности и уменьшение уноса колонки. Связанные/сшитые колонки можно промывать чтобы удалить загрязнения, которые могут накапливаться со временем, и позволить инъекции большего объема. Там, где есть выбор, рекомендуем связанные/сшитые фазы по сравнению со стандартной версией с покрытием.

Толщина пленки

Общее правило таково, что тонкие пленки элюируют компоненты быстрее с лучшим пиковым разрешением и на более низкие температуры, чем толстые пленки.Это свидетельствует о том, что они хорошо подходят для образцов с высококипящими компонентами, близко расположенные компоненты или компоненты, чувствительные к температуре.

«Стандартная» пленка мощность от 0,25 до 0,5 м м. Они хорошо работают для большинства образцов. (включая воски, триглицериды и стероиды) с элюированием до 300 C. Для компонентов, элюирующихся при более высоких температурах, тонкие пленки (0.1 м м) доступны.

В то время как стандартные или тонкие пленки подходит для высококипящих компонентов, более толстые пленки необходимо для растворения низкокипящих материалов. Пленка от 1 до 1,5 м м хорошо работают для компонентов, элюирующих между 100 и 200°С. Очень толстые пленки (от 3 до 5 мкм) необходимы для газов, растворители и очищающие средства для увеличения их взаимодействия с стационарная фаза.

Еще одна причина для использования более толстая, чем обычная пленка, чтобы поддерживать разрешение и удержание раз при переходе на колонку с более широким отверстием. По этой причине, Колонки с широким отверстием, как правило, доступны только с более толстыми пленками.

Толстые пленки означают больше материала в столбец и, следовательно, больше кровотечения. Температурные пределы должны быть уменьшается по мере увеличения толщины пленки.

Длина колонны

Как правило, 15 м колонки используются для быстрого просеивания, простых смесей или очень высокомолекулярные соединения. Длина 30 м стала самый популярный для большинства анализов. Очень длинные столбцы (50, 60 и 105 м) для чрезвычайно сложных образцов.

Длина столбца не очень сильный параметр производительности колонки.например, удвоение длина колонки удваивает время изотермического анализа, но увеличивает пиковое разрешение только примерно на 40%. Если анализ почти но недостаточно хорошо, есть лучшие способы, чем длина, чтобы Улучши это. Рассмотрим более тонкую пленку, оптимизирующую поток носителя. через колонку и с помощью программирования температуры, если вы уже не делает этого.

Особая ситуация анализ проб с чрезвычайно активными компонентами.Это будет хвост сильно, если они соприкасаются с материалом колонки. Относительно короткие колонки с толстыми пленками снижают вероятность взаимодействия за счет меньшего количества материала колонны и подавления его стационарными фаза, чтобы скрыть активные сайты.

Внутренний диаметр

Увеличенный диаметр означает больше стационарная фаза, даже при одинаковой толщине, для большей емкость образца.Это также означает снижение разрешающей способности и большее кровотечение.

Узкие колонны обеспечивают разрешение, необходимое для сложных образцов, но обычно требуется раздельное впрыскивание из-за малого объема пробы. Шире столбцы избегают этого, если можно допустить потерю разрешения. Когда емкость пробы является основным фактором, как в случае с газами, очень летучие пробы, а также пробы с продувкой и ловушкой или в свободном пространстве, большие столбцы id или даже столбцы PLOT могут быть подходящими.

Также учитывайте ограничения и потребности вашего инструмента. Адаптированный вход в насадочную колонку можно использовать капиллярную колонку большего диаметра, но не узкую те. Впускные каналы разработаны специально для капиллярных колонок обычно обрабатывают весь диапазон идентификаторов. ГХ/МС и МСД с прямым соединения могут потребоваться узкие колонны, поскольку вакуумные насосы не может обрабатывать высокие потоки, используемые с большими столбцами.смотреть на всей вашей системы, чтобы узнать, какие части ограничивают ваш выбор диаметр колонны.

Колонки

ЖХ / Колонка ВЭЖХ

Колонки для жидкостной хроматографии (ЖХ), также известные как колонки для высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ), используются для разделения отдельных компонентов образца либо в целях очистки, либо для анализа. Жидкая подвижная фаза пропускается через колонку ВЭЖХ под высоким давлением, а разделенные компоненты элюируются из колонки в разное время, что позволяет использовать очищенные соединения для другого использования или для анализа химических соединений в образце. .Колонки LC используются в биомедицинской сфере для проверки, среди прочего, уровня алкоголя в крови, ядов в организме и причин смерти. Науки об окружающей среде, клинические науки и многие отрасли промышленности используют колонку ЖХ для очистки или обнаружения примесей в веществе. Тип используемой колонки для высокоэффективной жидкостной хроматографии зависит от типа образца, который будет проходить через нее. Колонки для ВЭЖХ могут быть разных размеров и изготовлены из стекла или металла. ЖХ-колонки также могут иметь стационарные фазы с нормальной или обращенной фазой.

Получить предложение для всех Выберите до 5 продуктов из списка ниже, чтобы сравнить или запросить дополнительную информацию.

Аджилент Технологии

  • HILIC
  • Запросить
  • Запросить
  • Запросить

Аджилент Технологии

  • Обратная фаза
  • Микрочастицы
  • Нет (SB-C18) или одиночные
  • Запросить

Мерк

  • Запрос
  • Запрос
  • Запрос
  • Запрос

МиллипорСигма

  • Запрос
  • Запрос
  • Запрос
  • Запрос

МиллипорСигма

  • Запрос
  • Запрос
  • Запрос
  • Запрос

Шимадзу

  • Запрос
  • Запрос
  • Запрос
  • Запрос

Шимадзу

  • Запрос
  • Запрос
  • Запрос
  • Запрос

Шимадзу

  • Запрос
  • Запрос
  • Запрос
  • Запрос

Термо Фишер Сайентифик

  • Обратная фаза
  • Силикагель
  • Да
  • Запросить

Термо Фишер Сайентифик

  • Обратная фаза
  • Сферический, полностью пористый сверхчистый диоксид кремния
  • Да
  • Запросить

Термо Фишер Сайентифик

  • Обратная фаза
  • Запросить
  • Да
  • Запросить

Термо Фишер Сайентифик

  • Обратная фаза
  • Сферический, полностью пористый сверхчистый диоксид кремния
  • Да
  • Запросить

Термо Фишер Сайентифик

  • Обратная фаза
  • Сферический, полностью пористый сверхчистый диоксид кремния
  • Да
  • Запросить

Термо Фишер Сайентифик

  • Обратная фаза
  • Сферический, полностью пористый сверхчистый диоксид кремния
  • Да
  • Запросить

Термо Фишер Сайентифик

  • Обратная фаза
  • Запросить
  • Да
  • Запросить

Термо Фишер Сайентифик

  • Обратная фаза
  • Запросить
  • Да
  • Запросить

Термо Фишер Сайентифик

  • Обратная фаза
  • Сферический, полностью пористый сверхчистый диоксид кремния
  • Да
  • Запросить

Термо Фишер Сайентифик

  • Обратная фаза
  • Сферический, полностью пористый сверхчистый диоксид кремния
  • Да
  • Запросить

Термо Фишер Сайентифик

  • Обратная фаза
  • Сферический, полностью пористый сверхчистый диоксид кремния
  • Да
  • Запросить

Термо Фишер Сайентифик

  • Запрос
  • Запрос
  • Запрос
  • Запрос

Термо Фишер Сайентифик

  • Запрос
  • Запрос
  • Запрос
  • Запрос

Термо Фишер Сайентифик

  • Запрос
  • Запрос
  • Запрос
  • Запрос

Термо Фишер Сайентифик

  • Запросить
  • Запросить
  • Запросить
  • 2×10 -4 мл/мин.

Термо Фишер Сайентифик

  • Запрос
  • Запрос
  • Запрос
  • Запрос

Термо Фишер Сайентифик

  • Запросить
  • Запросить
  • Запросить
  • 0.004 мл/мин.

Термо Фишер Сайентифик

  • Запрос
  • Запрос
  • Запрос
  • Запрос

Термо Фишер Сайентифик

  • Запрос
  • Запрос
  • Запрос
  • Запрос

Термо Фишер Сайентифик

  • Запросить
  • Запросить
  • Запросить
  • 0.004 мл/мин.

Термо Фишер Сайентифик

  • Запрос
  • Запрос
  • Запрос
  • Запрос

Термо Фишер Сайентифик

  • Запрос
  • Запрос
  • Запрос
  • Запрос

Термо Фишер Сайентифик

  • Запрос
  • Запрос
  • Запрос
  • Запрос

Термо Фишер Сайентифик

  • Обратная фаза
  • Сферический, полностью пористый сверхчистый диоксид кремния
  • Патентованный
  • Запросить

Термо Фишер Сайентифик

  • Обратная фаза
  • Сферический, полностью пористый сверхчистый диоксид кремния
  • Патентованный
  • Запросить

Термо Фишер Сайентифик

  • Обратная фаза
  • Запрос
  • Запрос
  • Запрос

Термо Фишер Сайентифик

  • Запрос
  • Запрос
  • Запрос
  • Запрос

Термо Фишер Сайентифик

  • Запрос
  • Запрос
  • Запрос
  • Запрос

Термо Фишер Сайентифик

  • Запрос
  • Запрос
  • Запрос
  • Запрос

Термо Фишер Сайентифик

  • Запрос
  • Запрос
  • Запрос
  • Запрос

Термо Фишер Сайентифик

  • Специальность/применение
  • Сферический, полностью пористый сверхчистый диоксид кремния
  • Да
  • 0. от 25 до 0,75 мл/мин.

Термо Фишер Сайентифик

  • Запрос
  • Запрос
  • Запрос
  • Запрос
Выберите до 5 продуктов из списка выше, чтобы сравнить или запросить дополнительную информацию.

Теги:

Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь, чтобы создавать теги

  • Хороший инструмент

    Термо Фишер Сайентифик

    Мы не можем винить продукт, он очень хорошо работает для наших приложений.Послепродажное обслуживание отличное. Когда вы связываетесь с компанией, они могут помочь вам решить ваши проблемы в тот же день…. Прочитать отзыв

Колонки для эксклюзионной хроматографии

Колонки для эксклюзионной хроматографии используются для разделения молекул по размеру, молекулярной массе и гидродинамическому объему . Этот метод можно использовать с белками, полимерами и другими макромолекулами. Его также можно использовать для замены буфера или обессоливания пробы.Принцип работы колонок эксклюзионной хроматографии прост, но метод работает только тогда, когда правильная колонка со смолой соответствует экспериментальной цели .

 

Принцип использования колонок для эксклюзионной хроматографии

Колонки, используемые для SEC, заполнены смолой, состоящей из пористых шариков. Бусины обычно изготавливаются из запатентованного полимерного производного агарозы или кремнезема. Наиболее важной особенностью этих шариков являются поры .Размер пор тщательно контролируется и является одним из основных факторов, который следует учитывать при выборе подходящей колонки для проведения SEC. Размер пор обычно указывается как пороговое значение молекулярной массы (MWCO) . Это означает, что любая молекула под MWCO будет захвачена порами шариков, в то время как более крупные молекулы будут проходить между шариками и через смолу, не попадая в поры. В SEC молекулы, большие, чем MWCO, будут проходить через смолу быстрее, чем молекулы меньшего размера.Элюент будет содержать более крупные молекулы, в то время как мелкие молекулы останутся в смоле. При использовании одноразовых центрифужных колонок можно добавить больше буфера для захвата этих более мелких молекул в отдельном элюенте, если это необходимо. При использовании более сложной установки SEC молекулы меньшего размера будут элюироваться позже, поскольку подвижная фаза продолжает двигаться через колонку.

Одним из важных требований SEC является то, что молекулы не могут вступать в реакцию или иметь какое-либо сродство к полимерному материалу .Разделение должно регулироваться только размером. Кроме того, смола должна быть правильно упакована, чтобы гарантировать, что молекулы смогут войти в поры или пройти между гранулами, как и предполагалось. можно приобрести предварительно упакованные колонки у коммерческих поставщиков . В противном случае важно следовать инструкциям, чтобы убедиться, что колонка правильно упакована перед использованием. Излишняя набивка колонки может блокировать поры , а недостаточная набивка колонки может снизить вероятность захвата небольших молекул в порах.Когда используется количественная машина SEC, это может привести к плохому разрешению и широким пикам элюции .

 

 

Оборудование для эксклюзионной хроматографии

SEC можно проводить с использованием простых одноразовых центрифужных колонок или более сложной машины с многоразовыми колонками и количественной обратной связью. Центробежные колонки относительно дешевы, но они полезны только тогда, когда вы знаете, с какими молекулами работаете, и заинтересованы в их разделении, но не в характеристике. Эти одноразовые колонки также очень полезны для замены буфера и удаления солей/малых молекул для очистки белков или полимеров . Колонка предварительно загружена желаемым буфером. Когда образец добавляется, центробежная сила элюирует большие молекулы в желаемый буфер, в то время как старый буфер и маленькие молекулы захватываются смолой.

Более сложные машины пропускают подвижную фазу через колонку с низкой скоростью потока. Молекулы будут элюироваться фракциями одинаковой молекулярной массы.Затем эти данные можно объединить со спектроскопическими методами для определения концентрации и характеристики состава экспериментального образца. Это особенно полезно для понимания третичной и четвертичной структуры белков и для получения представления о полидисперсности полимерных синтезов.

Связанные статьи:

Что такое опалубка колонн? | Eiffel Trading

Опалубка для колонн — это разновидность бетонной опалубки. Бетонная опалубка представляет собой форму из стали, алюминия, дерева, пластика или других материалов, в которую заливается влажный бетон для достижения желаемой формы и размера для строительства. После того, как бетон схватится, опалубку часто снимают, хотя несъемная опалубка, которая остается частью конструкции, также существует. Опалубка для колонн представляет собой вертикальную форму в форме колонны, как следует из ее названия. Опалубка для колонн может быть коробчатой ​​или круглой.

Опалубка для колонн имеет форму и размеры в соответствии с потребностями проекта. Чтобы облегчить контроль качества на этапе заливки при использовании опалубки для колонн, горизонтальные зажимы, сделанные из стали или дерева, часто используются вместе с опалубкой для колонн.Головка опалубки колонн часто используется для поддержки опалубки балок, или опалубка колонн отливается на нижнюю сторону балок. Использование опалубки для колонн в сочетании с опалубкой для балок позволяет выполнять быстрое и точное строительство.

Два основных преимущества использования опалубки для колонн заключаются в том, что ее можно быстро и просто собрать, а также сократить количество рабочей силы и оборудования, необходимых для успешного производства однородных и прочных вертикальных бетонных форм желаемых размеров.

Проекты, связанные с опалубкой колонн

Опалубка для колонн

используется в строительстве корпоративных зданий, строительстве торговых зданий, строительстве жилых домов, промышленном строительстве, строительстве мостов , строительстве электростанций, строительстве инфраструктуры и строительстве очистных сооружений, чтобы назвать несколько областей, где это применимо.Большинство строительных проектов, требующих создания вертикальных бетонных колонн (квадратных или круглых), выигрывают от использования опалубки колонн благодаря ее способности создавать чистые, точные и прочные бетонные колонны.

После затвердевания бетона в опалубке колонн необходимо тщательно проверить ее, чтобы убедиться, что она соответствует необходимым стандартам проекта с точки зрения таких факторов, как внешний вид и прочность. При заливке бетона опалубку колонн часто укрепляют с помощью опалубки.К фальшопалубке относятся столбы или другие стабилизирующие элементы, которые удерживают опалубку колонны на месте до высыхания бетона.

Цена опалубки для колонн

Опалубку для колонн можно приобрести как новую , так и бывшую в употреблении . Средние цены на новую опалубку для колонн колеблются от 60 до 150 долларов за квадратный метр материалов. Эти цены действительны для пластиковой, стальной и алюминиевой опалубки. Цены достаточно стабильны независимо от используемых материалов. Иногда деревянная опалубка может быть немного дешевле, но она также с меньшей вероятностью сохранит свою ценность и возможность повторного использования и/или продажи после использования.С точки зрения перепродажи, опалубка для колонн сохраняет свою ценность, пока находится в хорошем состоянии . Как только временная опалубка для колонн больше не нужна для конкретного проекта, ее можно повторно использовать для другого проекта или продать покупателям, которые хотят сократить расходы и приобрести бывшую в употреблении опалубку. Иногда опалубка для колонн продается с опалубкой, оборудованием для доступа, таким как лестницы и ограждения. Это повысит цену, но эти дополнения могут быть очень полезными.

В целом, опалубка для колонн может быть незаменимым дополнением к строительным проектам, требующим создания колонн.Независимо от того, покупается ли опалубка для колонн новая или бывшая в употреблении, она часто практически «окупает себя» с точки зрения стоимости, которую она добавляет к проекту, и благодаря своей стоимости при перепродаже.

КУПИТЬ И ПРОДАТЬ С EIFFEL TRADING

Интернет-рынок Eiffel Trading позволяет подрядчикам покупать и продавать тяжелые гражданские активы, включая различные типы строительной техники. Ассортимент нашего оборудования варьируется от бывших в употреблении бетонных опалубок (включая опалубки для колонн!), до бывших в употреблении секционных барж , до бывших в употреблении копров свай и всего, что между ними.

Все наши объявления постоянно обновляются, но если вы не видите то, что ищете, бесплатно создайте объявление о розыске .

Готовы продать подержанное тяжелое оборудование или строительные материалы? Разместите свои продукты сегодня бесплатно на онлайн-рынке Eiffel Trading.

Если у вас есть какие-либо вопросы или вам нужна дополнительная информация, позвоните нам по телефону 1-800-541-7998 или напишите по электронной почте [email protected]ком .

Проектирование и экспериментальные испытания сборной стеклянной колонны

Результаты испытаний на сжатие в \(\hbox {B}_{1}\), \(\hbox {B}_{2}\) и \(\ hbox {C}_{1}\) серии образцов приведены в таблице 4.

Таблица 4 Размеры и значения прочности образцов серии B\(_1\), B\(_2\) и C\(_1\)

Максимальное номинальное сжимающее напряжение (\({\upsigma}_{\mathrm{max}})\) каждого образца рассчитывается по формуле (1).

$$\begin{align} \sigma _{max} =\frac{F_{max} }{A} \end{align}$$

(1)

, где F\(_{\mathrm{max}}\) — максимальная нормальная сила, приложенная перпендикулярно площади поперечного сечения стеклянного пучка A.

Критическая сила потери устойчивости (F\(_{\mathrm{cr }})\) для каждой серии столбцов вычисляется по формуле Эйлера. Испытания, проведенные на образцах \(\hbox {A}_{1}\) (см. раздел 4.1), показывают, что выбранный клей позволяет связке вести себя монолитно до достижения сжимающей нагрузки, равной не менее 1000 кН.{2}} \end{выровнено}$$

(2)

Таблица 5 Материал и геометрические свойства стеклопакета Рис. 17

Диаграмма нагрузка-перемещение образцов \(\hbox {B}_{1}\)

, где E — модуль упругости, I — жесткость колонны относительно оси, в которой она будет деформироваться, обычно второстепенная для асимметричных колонн, L — высота колонны, а K — коэффициент, учитывающий конечные условия.В случае закрепления обоих концов, K равен 1,0, тогда как для обоих зажатых концов он равен 0,5. В таблице 5 приведены параметры, использованные при расчетах, исходя из свойств материала и геометрии выбранных профилей стекла. Площадь поперечного сечения и момент инерции образцов рассчитывают исходя из стандартных размеров профиля. Считается, что отклонение площади из-за производственных допусков оказывает незначительное влияние на предельные значения напряжения и нагрузки.

Коэффициент гибкости (\({\uplambda})\) каждой серии образцов был рассчитан как отношение эффективной длины колонны к наименьшему радиусу инерции (r) ее поперечного сечения на основе уравнения.(3).

$$\begin{align} \lambda =\frac{K L}{r}, \end{align}$$

(3)

Основываясь на данных о коэффициенте гибкости нескольких экспериментально протестированных стеклянных колонок, Kamarudin et al. (2016) приходит к выводу, что стеклянные колонны с коэффициентом гибкости > 40 можно классифицировать как тонкие и, как ожидается, выйдут из строя из-за потери устойчивости при изгибе. Действительно, все три серии образцов разрушились из-за коробления в средней зоне, как и ожидалось, поскольку их тонкие пропорции приводят к растягивающим усилиям, возникающим из-за обычно преобладающих деформаций коробления и изгиба вне плоскости (O’ Regan 2014).

В серии прототипов \(\hbox {B}_{1}\) начальное растрескивание наблюдалось при нагрузках, значительно меньших их максимальной несущей способности, которые находились в диапазоне 130–199 МПа. В частности, образец 2 раскололся при 260 кН и достиг максимальной нагрузки 389 кН; нагрузка почти в 1,5 раза выше той, что вызвала начальное растрескивание. Образец 3 первоначально раскололся при нагрузке 120 кН и разрушился при нагрузке, более чем в 4 раза превышающей ее (508 кН). При достижении максимальной нагрузки все прототипы внезапно разлетались на мелкие осколки, не сохраняя грузоподъемности после разрушения.Диаграмма нагрузки-перемещения трех образцов серии \(\hbox {B}_{1}\) представлена ​​на рис. 17.

рис. 18

Слева Ориентировочная диаграмма нагрузки-перемещения образцов \(\hbox {B}_{2}\). Только данные одного образца (обозначенного сплошной линией ) были точно записаны прессовальной машиной. Разрушение двух других образцов (обозначенных пунктирными линиями ) указано здесь на основании наблюдений и разрушающей нагрузки, зарегистрированной во время испытаний. Справа Диаграмма нагрузки-перемещения образцов \(\hbox {C}_{1}\) с последующим натяжением. На обеих диаграммах: 1 настройка машины, 2 колонна слегка сжата, 3 участок обжатия свинцового слоя, 4 колонна нагружена на сжатие, 5 начало коробления

На основании уравнения. (2) ожидаемая сила потери устойчивости для образцов B\(_1\) длиной 1500 мм в зажатой конфигурации оценивается в 722 кН.Это значение значительно превышает максимальную нагрузку, которую могут фактически выдержать образцы, и не может быть отнесено исключительно к индуцированным эксцентриситетам или дефектам во время изготовления образцов. Критическим фактором для общей несущей способности являются конечные состояния образца. Хотя в этой серии образцы считались зажатыми, каждый пучок удерживался на месте только за счет давления головок машины. Следовательно, возможно, что большое отклонение между рассчитанной и измеренной критической нагрузкой связано с недостаточной затяжкой зажимных соединений.Вероятно, алюминиевые колпачки начали скручиваться во время испытаний и функционировали между штифтовым и зажимным соединением. Действительно, если предположить, что соединения штифтовые, можно ожидать, что образцы начнут изгибаться при значительно более низкой нагрузке, равной 177 кН. В этих испытаниях образцы не выдержали при нагрузке от 330 до 508 кН, что находится между краевыми условиями с зажимом и штифтом.

В случае образцов \(\hbox {B}_{2 }\) и \(\hbox {C}_{1}\), где штифтовое верхнее и нижнее соединения были реализованы более точно, все образцы разрушились близко к теоретической критической силе продольного изгиба 70. 5 кН. Влияние сращенных соединений и эксцентриситетов во время изготовления, по-видимому, оказывает лишь незначительное влияние на полученные напряжения. В частности, образцы \(\hbox {B}_{2}\) полностью отказались от потери устойчивости в диапазоне нагрузок от 63 до 90 кН (см. левую диаграмму на рис. 18). В двух образцах начальное растрескивание наблюдалось при усилии ок. на 20 кН меньше разрушающей нагрузки.

Для сравнения, образцы \(\hbox {C}_{1}\) с последующим натяжением разрушились в более низком диапазоне нагрузок, но со значительно более узким разбросом, между 62.7 и 69 кН и видимая потеря устойчивости, как это видно на правой диаграмме рис. 18.

Постоянство значений и относительно пластичный вид разрушения можно объяснить интеграцией стальной арматуры с пост-натяжением. Последующее натяжение, по-видимому, успешно предотвратило начальное распространение трещин из-за поверхностных дефектов, что привело к более стабильным результатам. Действительно, в этих образцах до разрушения не наблюдалось значительного растрескивания. Кроме того, на рис. 18 видно, что образцы \(\hbox {C}_{1}\) демонстрируют относительно пластичное поведение и значительно большие деформации по сравнению с вариантом без последующего натяжения, обеспечивая предупреждение до разрушения. .Когда колонна окончательно выходит из строя в результате коробления, отрывается только стекло с одной стороны колонны. Стекло на сжатой стороне излома удерживается на месте сухожилием после натяжения (см. рис. 19). Колонна также имеет ограниченную несущую способность, в основном связанную с растягивающей способностью сухожилия. В целом, способность колонны противостоять полному разрушению (см. рис. 20) и стабильные показатели разрушения приводят к повышению надежности конструкции, что позволяет снизить наложенные коэффициенты безопасности, которые обычно применяются к таким стеклянным элементам конструкции.

Рис. 19

Слева Характер разрушения образца серии \(\hbox {B}_{2}\). Справа Характер разрушения образца серии \(\hbox {C}_{1}\)

Рис. 20

Характерный отказ прототипа из \(\hbox {B}_{2}\) ( слева ) и \(\hbox {C}_{1}\) ( справа ) серия

В идеальном сценарии, когда сухожилие и стекло полностью взаимодействовали бы, сухожилие откладывало бы первоначальный изгиб, поскольку это предотвратило бы смещение стекла от нейтральной оси; в результате он должен выйти из строя при более высокой нагрузке по сравнению с вариантом без пост-натяжения.Последнего не произошло из-за недостаточного взаимодействия стеклопакета и стальной арматуры из-за неизбежных производственных допусков стержней. Американский институт бетона (2004 г.) указывает в строительных нормах и правилах ACI-318-5, касающихся приложения предварительного напряжения к элементам конструкции, что элемент конструкции не может изгибаться под действием предварительного напряжения, если предварительно натянутая арматура находится в прямом контакте с конструктивным элементом. член или в оболочке не чрезмерно больше, чем сухожилие. Несмотря на то, что этот код обычно применяется к бетонным элементам, механическое воздействие распространяется на элементы конструкции независимо от используемого материала.Допуск не менее 1 мм между арматурой и стеклопакетом в нашем случае препятствовал полноценному взаимодействию между двумя элементами. Вместо этого стекло могло свободно начать отходить от нейтральной оси колонны после достижения критической силы изгиба. В то время, хотя сухожилие оставалось на нейтральной оси, оно не могло предотвратить возникновение искривления. Следовательно, из-за этого соответствующего движения предварительное напряжение, приложенное через сухожилие, по-видимому, способствовало возникновению критической силы потери устойчивости, что привело к, по-видимому, более низкой разрушающей нагрузке.Действительно, на рис. 18 видно, что потеря устойчивости возникает уже при нагрузке ок. 45 кН. Если это так, и предварительное напряжение способствует сжимающей силе, образцы фактически выдерживают общую более высокую сжимающую нагрузку, чем у варианта без последующего растяжения.