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Les pompes à vide sont utilisées dans un large éventail de procédures de laboratoire. Les exemples courants incluent la filtration, le séchage, le dégazage, le revêtement par évaporation et la spectrométrie de masse.
L’équipement de pompe doit être entretenu et utilisé en toute sécurité pour éviter les pannes d’équipement, les explosions et les rejets de produits chimiques. Cette vidéo présente plusieurs modèles de pompes courants, aborde les précautions courantes à observer lors de l’installation d’un équipement de vide et démontre la sécurité opérationnelle.
Commençons par explorer les différents modèles de pompes.
Dans les pompes à palettes rotatives, l’air et d’autres gaz sont aspirés par une entrée par un rotor. Les gaz sont forcés via un échappement lubrique, qui empêche le reflux, vers la sortie du système. Les pompes à palettes rotatives peuvent générer des vides de dix à moins trois Torr. Ces pompes sont autolubrifiantes, mais nécessitent des vidanges d’huile et sont vulnérables à la corrosion par la vapeur d’eau.
Dans les pompes à spirale, l’air passe par une entrée entre deux spirales excentriques, l’une fixe, l’autre en orbite. Le mouvement comprime l’air et le pousse vers la sortie. Des vides de dix à moins deux Torr peuvent être obtenus. Les pompes à spirale sont des mécanismes « secs » - elles ne nécessitent ni huile ni eau, mais les spirales doivent être remplacées périodiquement au fur et à mesure qu’elles s’usent. Les pompes à spirale et les pompes à palettes rotatives conviennent à la distillation, à la filtration et au dégazage.
Un aspirateur d’eau est un autre type de pompe que l’on trouve souvent dans les laboratoires. Dans ce type de pompe, l’eau entre par une entrée vers une buse à grande vitesse et sort sous forme de jet de fluide à basse pression. Les gaz sont aspirés par un orifice latéral et forcés vers la sortie. Les aspirateurs d’eau produisent des aspirateurs de seulement 10 Torr. Bien qu’ils se connectent facilement aux robinets d’évier ordinaires, ils nécessitent de grandes quantités d’eau. Les aspirateurs d’eau sont fréquemment utilisés pour le séchage et l’extraction.
Enfin, les pompes turbomoléculaires produisent un vide ultra-poussé. L’air est forcé à travers une alternance de pales de stator et de turbine qui entraînent les molécules de gaz à travers la sortie reliée à une pompe de dégrossissage. Les pompes turbomoléculaires peuvent produire des vides aussi bas que dix à moins dix Torr, mais nécessitent une autre pompe pour abaisser d’abord la pression à 1 Torr. Les pompes turbomoléculaires sont utilisées pour la microscopie électronique, la croissance cristalline et le revêtement par évaporation.
Maintenant que vous êtes familiarisé avec les conceptions, examinons les mesures de protection individuelle et de sécurité qui doivent être observées avant d’utiliser ces pompes à vide.
Si possible, faites fonctionner tout l’équipement d’aspiration à l’intérieur d’une hotte avec le châssis abaissé. Portez des lunettes de sécurité et un écran facial. Ceux-ci offrent une protection contre les produits chimiques et les débris au cas où la verrerie imploserait sous le vide.
Utilisez de la verrerie et de l’équipement conçus pour être utilisés avec le niveau de vide attendu. Vérifiez que la verrerie et les tubes ne sont pas fissurés ou autres défauts. Un équipement défectueux ou inapproprié peut facilement imploser sous vide. Enveloppez la verrerie de plus de 250 ml dans du ruban adhésif, un filet ou du plastique, comme précaution supplémentaire contre les débris volants.
Si la procédure est connue pour générer des vapeurs corrosives, choisissez une pompe capable de résister à ces vapeurs. Assurez-vous que la pompe est propre et exempte de corrosion. Pour les pompes à huile, vérifiez le niveau d’huile et changez l’huile périodiquement.
Assurez-vous que la pompe est de niveau et équilibrée. Connectez la sortie de la pompe à l’évacuation de la hotte. Placez solidement le tube à l’intérieur de la hotte pour éviter la libération de produits chimiques. Assurez-vous que tous les tubes ne sont pas restreints et qu’il n’y a pas de fuites, en particulier près des brides.
Maintenant que la pompe à vide est configurée, examinons les considérations de sécurité pendant et après le fonctionnement de la pompe.
Connectez l’entrée de la pompe à la verrerie via un piège à froid. Un piège à froid est un récipient en verre qui protège la pompe en gelant les matières organiques volatiles évacuées de l’appareil.
Au cours de la procédure, le piège à froid est immergé dans de la glace sèche ou un Dewar d’azote liquide. Utilisez un équipement de protection cryogénique lors de la manipulation de ces liquides de refroidissement.
Un danger potentiel est la condensation de l’oxygène dans le piège à froid pour produire de l’azote liquide hautement explosif. Pour éviter sa formation, démarrez la pompe à vide et évacuez l’appareil avant d’immerger le piège à froid dans de l’azote liquide. Ne laissez jamais le piège à froid entrer en contact avec l’azote liquide s’il n’est pas sous vide, et n’ouvrez jamais la conduite de vide à l’air avec le piège à froid en place.
Vérifiez régulièrement la présence de solvants condensés et d’oxygène liquide dans le piège à froid. Si nécessaire, videz le piège à froid pour éviter que les solvants ne pénètrent dans le tube et la pompe à vide. Si de l’oxygène liquide, un liquide bleu clair, est visible, mettez fin à la procédure et appelez à l’aide, mais n’arrêtez pas le vide et n’éliminez pas l’azote liquide.
Une fois la procédure terminée, retirez le piège à froid du liquide de refroidissement, puis éteignez la pompe. Purger lentement les conduites de vide avant de déconnecter le piège à froid et la pompe, afin d’éviter une pressurisation soudaine.
Vous venez de regarder l’introduction de JoVE à la sécurité des laboratoires pour les équipements sous vide. Vous devriez maintenant connaître les différents types de pompes à vide, leurs dangers potentiels et les précautions à prendre pour assurer un fonctionnement en toute sécurité. Comme toujours, merci d’avoir regardé !
