Pompen zijn in het laboratorium onmisbaar voor het doseren van vloeistoffen, het aanzuigen van vacuüm en het transporteren van media door systemen. Maar welk type pomp past bij uw toepassing? In dit artikel leggen we de meest voorkomende laboratoriumpomp-typen uit, bespreken we de verschillen en helpen we u de juiste keuze te maken.
Laboratoriumpomp is een verzamelnaam voor verschillende werkingsprincipes. De keuze hangt af van wat u pompt, welk debiet en welke druk vereist zijn, en of het medium agressief, steriel of viskeus is.
In de chemische industrie en procesindustrie worden pompen traditioneel ingedeeld in twee hoofdgroepen:
Het nadeel van een centrifugaalpomp voor laboratoriumgebruik is dat het debiet sterk afhankelijk is van de tegendruk: het is daardoor minder geschikt voor nauwkeurige dosering of voor viskeuze en deeltjeshoudende media. In standaard laboratoriumopstellingen worden centrifugaalpompen vrijwel niet gebruikt; ze zijn eerder te vinden in industriële processen met grote vloeistofstromen.
Voor typisch labwerk — doseren, filtratie, vacuüm of steriel transport — zijn de verdringerspompen die in dit artikel worden beschreven de aangewezen keuze. De kennisbankartikel vacuüm in het laboratorium gaat dieper in op vacuümopstellingen waarbij pompkeuze direct invloed heeft op het procesresultaat.
Een peristaltische pomp — ook wel rolpomp of slangenpomp — werkt door een flexibele slang samen te knijpen met rollen of schoenen die over de buitenzijde van de slang draaien. Door deze opeenvolgende samenknijping ontstaat een voortgaande beweging van vloeistof door de slang, vergelijkbaar met de peristaltische beweging in het spijsverteringskanaal. De vloeistof wordt voortgeduwd zonder in contact te komen met het pompmechanisme zelf. Het debiet is evenredig met de rotatiesnelheid en de slangdiameter: bij een gegeven slanginwendige diameter van bijvoorbeeld 3 mm loopt het flowbereik van circa 0,5 tot 50 ml/min; grotere slangdiameters geven navenant hogere debieten tot circa 3.000 ml/min. Dit maakt de peristaltische pomp bij uitstek geschikt voor:
Het debiet is eenvoudig instelbaar door de rotatiesnelheid aan te passen. Slangenpompen zijn onderhoudsarm; bij slijtage vervangt u uitsluitend de slang. Een veelgebruikte variant is de peristaltische doseerpomp, waarbij de slang compatibel is met BTP en siliconenslang en het flowbereik van circa 2,6 tot 30 ml/min loopt.
Een praktisch voordeel dat regelmatig als vraag terugkomt: kan een peristaltische pomp droog lopen? Ja, kortstondig droog lopen is doorgaans mogelijk zonder schade aan het pompmechanisme, omdat het slijtageonderdeel de slang is en niet een inwendig mechanisme. Langdurig droog lopen versnelt echter de slijtage van de slang aanzienlijk; bij twijfel over onderbreking van de aanvoer is een niveausensor of zelfsluitend systeem aan te raden.
De term slangenpomp wordt in de praktijk vaak als synoniem voor peristaltische pomp gebruikt, maar verwijst in strikte zin naar pompen waarbij de samenknijping over een langere slanglengte plaatsvindt. Het werkingsprincipe is identiek: geen contact tussen vloeistof en pomponderdelen. Slangenpompen zijn beschikbaar in uitvoeringen voor continue doorstroming of voor nauwkeurige dosering in kleine volumes.
Een waterstraalvacuümpomp maakt gebruik van het venturi-principe: stromend water trekt lucht mee en creëert zo onderdruk. De pomp heeft geen bewegende delen en is daardoor vrijwel onderhoudsvrij. Toepassingen zijn onder meer:
Het maximaal bereikbare vacuüm is beperkt tot de dampdruk van water bij de gebruikte watertemperatuur — doorgaans 20 tot 30 mbar bij 20 °C. De pomp wordt direct op de waterleiding aangesloten en vereist geen elektriciteitsaansluiting.
Wanneer kiest u een waterstraalvacuümpomp en wanneer een membraanvacuümpomp? De waterstraalvacuümpomp is de eenvoudigste en goedkoopste optie wanneer een wateraansluiting beschikbaar is en het benodigde vacuüm niet dieper dan circa 20–30 mbar hoeft te gaan. Voor dieper vacuüm, voor gebruik zonder wateraansluiting, of wanneer agressieve oplosmiddeldampen niet in het afvalwater mogen terechtkomen, is een membraanvacuümpomp de betere keuze. Bij twijfel over oplosmiddelresiduen in het afvalwater is de membraanpomp in combinatie met een koelval altijd de schonere oplossing.
Een membraanvacuümpomp gebruikt een trillend membraan om lucht te transporteren. Anders dan de waterstraalvacuümpomp is deze onafhankelijk van de waterleiding en kan hij diepere vacuümwaarden bereiken — afhankelijk van het model tot circa 2–10 mbar eindvacuüm. Voordelen:
Membraanvacuümpompen zijn beschikbaar in enkelvoudige en meervoudige uitvoeringen voor hogere pompsnelheden.
Voor een gedetailleerde vergelijking van membraanpompen, chemiebestendige uitvoeringen en roterende olievacuümpompen verwijzen wij naar de vacuümpomp keuzewijzer.
Bij rotatieverdamping (rotavap) is een membraanvacuümpomp de standaardkeuze. Het vereiste vacuüm hangt af van het te verdampen oplosmiddel: voor ethanol volstaat doorgaans 100–200 mbar, voor dichloormethaan is 400–600 mbar gangbaar en voor water bij 40 °C is circa 70 mbar benodigd. Een membraanpomp met instelbaar vacuüm en een geïntegreerde vacuümmeter geeft optimale procescontrole. PTFE-uitvoering is vereist bij gebruik met agressieve oplosmiddelen zoals THF, DMF en zuren.
Bij gebruik van een vacuümpomp in combinatie met een rotatieverdamper is een koelval (cold trap) sterk aanbevolen. Een koelval is een gekoeld opvangvat dat tussen de rotatieverdamper en de pomp wordt geplaatst en oplosmiddeldampen condenseert vóór ze de pomp bereiken. Hierdoor wordt de levensduur van de pomp sterk verlengd en wordt verontreiniging van het pompmechanisme voorkomen. Bij gebruik met oliepompen voorkomt een koelval ook dat oplosmiddel het pompolie verdunt.
Welk type rotatieverdamper past bij uw vacuümbron, kolfgrootte en koelwatervoorziening? De rotatieverdamper keuzewijzer begeleidt u stap voor stap naar de meest geschikte configuratie.
Voor vacuümfiltratie via een Büchner-trechter is een waterstraalvacuümpomp de eenvoudigste en goedkoopste oplossing, mits een wateraansluiting beschikbaar is. Voor situaties zonder wateraansluiting, bij hogere eisen aan het vacuümniveau of bij gebruik met agressieve dampen is een membraanvacuümpomp de betere keuze. Gebruik altijd een vacuümfles (veiligheidsonderbrekerfles) tussen de filtratieopstelling en de pomp om terugzuigen van vloeistof in de pomp te voorkomen.
Welke filtratieopstelling — Büchner met filtreerpapier, membraanfilter of spuitfilter — bij uw toepassing past, kunt u bepalen met de filtratie-keuzewijzer.
De slang is het enige onderdeel dat in contact komt met de te pompen vloeistof en bepaalt daarmee zowel de chemische bestendigheid als de levensduur van de pomp. De meest gebruikte slangmaterialen zijn:
Controleer bij elke nieuwe toepassing de chemische bestendigheid van het slangmateriaal aan de hand van het veiligheidsinformatieblad van het te pompen medium. Vervang de slang bij eerste tekenen van slijtage, zwelling of verkleuring.
Een doseerpomp levert nauwkeurig instelbare volumes per tijdseenheid of per slag. Dit type wordt ingezet waar reproduceerbare toevoeging van kleine hoeveelheden vloeistof vereist is, bijvoorbeeld bij titraties, bij het toevoegen van additieven aan reactiemengsels of bij procesautomatisering.
De excentrische schroefpomp, in de praktijk ook wel wormpomp of Moineau-pomp genoemd, is een positieve-verdringingspomp waarbij een roterende schroef (rotor) met een elliptisch dwarsdoorsnede draait in een vaste omhulsel (stator) van elastomeer. De roterende beweging duwt vloeistof in een continue, vrijwel pulsatievrije stroom van de aanzuig- naar de perszijde voort. Anders dan bij een peristaltische pomp is er direct contact tussen vloeistof en de roterende metalen rotor en de elastomeren stator; de keuze van rotorcoating en statormaterialen bepaalt daarmee de chemische bestendigheid.
In het laboratorium en de aanverwante (pilot)procestechnologie wordt deze pomptechnologie toegepast voor:
Voor typische laboratoriumdoseringen (buffers, reagentia, waterige monstervloeistoffen) biedt een peristaltische pomp een eenvoudiger en goedkoper alternatief; de excentrische schroefpomp is de aangewezen keuze zodra de viscositeit van het medium de praktische grenzen van een slangenpomp overschrijdt of wanneer deeltjes in het medium de slang zouden beschadigen.
Een plunjerpomp (ook: zuigerpomp of reciprocerende pomp) werkt via een heen en weer gaande zuiger die vloeistof door terugslagkleppen aanzuigt en uitperst. Elke zuigerslag verplaatst een nauwkeurig bepaald volume, onafhankelijk van de tegendruk. Dit maakt de plunjerpomp tot de aangewezen keuze voor toepassingen waarbij hoge druk en nauwkeurige volumetrische afgifte gecombineerd moeten worden.
In het laboratorium zijn twee varianten van belang:
De inherente pulsatie van een enkelvoudige plunjerpomp wordt in de praktijk gedempt door twee of drie zuigers met een faserverschuiving van 120° of 180° te combineren, of door een pulsdempervat in de persleiding te plaatsen — dezelfde strategie als bij peristaltische pompen. Het directe contact van vloeistof met zuiger en kleppen stelt eisen aan de materiaalkeuze: voor agressieve oplosmiddelen en zuren zijn PTFE-kleppen en een inerte cilinder vereist.
Als de benodigde druk of nauwkeurigheid de grenzen van een peristaltische of membraanpomp overschrijdt, is de plunjerpomp het logische vervolgtype. Voor een overzicht van de selectiecriteria zie de keuzehulp verderop in dit artikel.
Een magneetgedreven pomp is een centrifugaalpomp of tandwielpomp waarbij de rotatieas van het pompmechanisme volledig is afgesloten van de buitenwereld: de aandrijving verloopt via een magnetisch koppel door de wand van de pompbehuizing. Er zijn geen asafdichtingen (gland packing of mechanische afdichting) die kunnen lekken. Dit is het onderscheidende kenmerk: de pomp is in principe absoluut lekvrij zolang de behuizing intact is.
In de laboratoriumpraktijk is de magneetgedreven pomp de aangewezen keuze voor:
De beperkingen van deze pomptechnologie zijn de gevoeligheid voor deeltjes in het medium (die het magnetische juk kunnen beschadigen), de hogere aanschafkosten ten opzichte van een gewone centrifugaalpomp, en het feit dat droogdraaien — in tegenstelling tot een peristaltische pomp — directe schade geeft aan het inwendige lager. Voor de meeste laboratoriumdoseringstaken is een peristaltische pomp of syringepomp de eenvoudigere keuze; de magneetgedreven pomp onderscheidt zich door haar absolute lekvrijheid bij gevaarlijke media.
De keuze hangt in de eerste plaats af van wat u wilt bereiken: vloeistof verplaatsen of vacuüm creëren.
De onderstaande vragen helpen u daarna verder om binnen het gekozen pomptype de meest geschikte uitvoering te bepalen.
Onderstaande vragen helpen u de juiste keuze te maken:
De slang is het enige slijtageonderdeel. Controleer de slang regelmatig op scheurtjes, vervormingen of verkleuring. Bij continu gebruik wordt vervanging na 500–2.000 draaiuren aanbevolen, afhankelijk van het slangmateriaal en het medium. Een praktisch richtpunt voor het moment van vervanging: vervang de slang zodra u zichtbare vervorming, permanente afplatting ter hoogte van de rollen, zwelling door oplosmiddelopname, verkleuring of een eerste lekke plek constateert — wacht niet tot een volledige breuk optreedt, want dat kan tot morsen van het gepompte medium leiden. Gebruik bij wisselen van het te pompen medium altijd een verse slang om kruisbesmetting te voorkomen. Sla reserveslangen op in het donker, bij kamertemperatuur en weg van ozon- of UV-bronnen.
Vrijwel onderhoudsvrij bij correct gebruik. Bescherm de pomp altijd met een koelval of oplosmiddelval (cold trap) om condensatie van oplosmiddeldampen in het membraan te voorkomen. Bij beschadiging van het PTFE-membraan of de terugslagventielen zijn deze doorgaans als serviceonderdelen te vervangen. Laat de pomp na gebruik altijd 5–10 minuten stationair draaien met de vacuümlijn afgesloten om resterende dampen uit te blazen.
Geen slijtageonderdelen. Spoel de pomp na gebruik met schoon water om afzetting van zouten of organische resten te voorkomen. Bij gebruik met corrosieve dampen is een zuurbestendige uitvoering (PP of PVDF) aanbevolen.
Een doseerpomp levert een nauwkeurig instelbaar volume vloeistof per tijdseenheid of per slag, reproduceerbaar en zonder handmatige tussenkomst. De functie is het gecontroleerd toevoegen van een vloeistof aan een proces of reactie — in tegenstelling tot een peristaltische pomp die primair voor continue doorstroming wordt ingezet. Doseerpompen worden in het laboratorium gebruikt voor:
Een doseerpomp kan in principe elke pompbare vloeistof doseren, mits de pomponderdelen chemisch bestendig zijn. Voor waterige oplossingen, zuren en basen volstaan doorgaans PTFE- of keramische componenten. Voor oplosmiddelen, oxideermiddelen of sterk geconcentreerde media controleert u de chemische bestendigheid van membraan, zuiger en afdichtingen via het veiligheidsinformatieblad van het medium.
Laboratoriumvloeistofpompen — pompen die vloeistof actief transporteren of doseren, in tegenstelling tot vacuümpompen die lucht verplaatsen — zijn onder te verdelen in drie hoofdgroepen:
Centrifugaalpompen en tandwielpompen komen in laboratoriumcontext zelden voor en zijn primair bestemd voor industriële procesapplicaties met grote volumestromen.
In de praktijk worden de termen door elkaar gebruikt. In strikte zin is een slangenpomp een variant waarbij de samenknijping over een langere slanglengte plaatsvindt en hogere debieten mogelijk zijn. Een peristaltische pomp gebruikt rollen of schoenen die een kortere slang samenknijpen voor nauwkeurige dosering bij lagere debieten. Het werkingsprincipe — geen contact tussen vloeistof en pompmechanisme — is bij beide identiek.
Een peristaltische pomp knijpt een flexibele slang samen via rollen of schoenen op een rotor. De opeenvolgende samenknijping stuwt vloeistof vooruit zonder dat die in aanraking komt met het inwendige van de pomp. Het debiet wordt bepaald door drie factoren: de rotatiesnelheid van de rotor (toerental), de inwendige diameter van de slang en het aantal rollen. In de praktijk loopt het debietbereik van peristaltische laboratoriumpompen van minder dan 0,001 ml/min voor microdoseerpompen tot circa 3.000 ml/min voor industriële slangenpompen. De instelling verloopt doorgaans via een toerental-display of een digitale controller.
Ja. Peristaltische pompen zijn bij uitstek geschikt voor viskeuze vloeistoffen en suspensies, omdat de vloeistof voortgeduwd wordt zonder door kleine openingen of kleppen te moeten stromen. Kies bij zeer hoge viscositeit een pomp met lagere rotatiesnelheid en een grotere slangdiameter voor voldoende doorstroming.
Een syringepomp (spuitpomp) is een lineaire verdringerpomp waarbij een stappenmotor of servomotor de zuiger van een gekalibreerde injectiespuit met een instelbare, constante snelheid induwt. Omdat er geen klep- of rolbeweging plaatsvindt, is de afgegeven stroom van nature pulsatievrij — een eigenschap die de syringepomp onmisbaar maakt voor toepassingen waarbij zelfs de geringe restpulsatie van een meerwalsige peristaltische pomp te veel is.
Typische toepassingen in het laboratorium zijn:
De praktische beperking van de syringepomp is het volume van de injectiespuit: standaard zijn dat 1 tot 50 ml. Voor continue processen moet de spuit worden bijgevuld, wat een onderbreking geeft. Voor langdurige continue doorstroming zonder onderbreking blijft een peristaltische pomp of plunjerpomp de betere keuze. Een uitgebreide vergelijking van peristaltische pomp en syringepomp voor pulsatievrije flow staat in het artikel peristaltische pomp in het laboratorium.
De term infuuspomp duikt regelmatig op bij zoekopdrachten over laboratoriumpompen, maar verwijst in de meeste gevallen naar een klinisch apparaat: een medisch-gecertificeerde pomp waarmee medicatie of voedingsoplossing aan een patiënt wordt toegediend via een infuuslijn. Dat is een andere categorie dan de laboratoriumpomp.
Binnen het laboratorium zijn twee typen relevant voor toepassingen die vergelijkbaar zijn met een infuuspomp:
Voor vragen over klinische infuuspompen, het gebruik van een infuus thuis of medische infuustherapie verwijzen wij naar uw zorgverlener; die vallen buiten het bereik van dit artikel. De syringepomp en peristaltische doseerpomp zijn beschreven in de secties hierboven.
Voor de meeste labschaal rotatieverdampers is een chemisch bestendige membraanvacuümpomp de aangewezen keuze. Kies een model met PTFE-membraan en -ventielen, een instelbaar vacuüm (0–900 mbar) en een eindvacuüm van minimaal 2–5 mbar. Gebruik altijd een koelval tussen de rotatieverdamper en de pomp om de levensduur van de pomp te verlengen.
Een koelval (ook wel cold trap of kolfval) is een gekoeld tussenvat dat tussen de vacuümtoepassing en de pomp wordt geplaatst. Vluchtige oplosmiddeldampen condenseren in de koelval en bereiken de pomp niet. Een koelval is verplicht bij gebruik van een membraanvacuümpomp in combinatie met oplosmiddelen zoals ethanol, aceton, THF of dichloormethaan: zonder koelval kondenseren deze dampen in het membraan en tasten ze het materiaal aan. Bij waterstraalvacuümpompen wordt de koelval minder vaak gebruikt, omdat oplosmiddelen toch al in het afvalwater terechtkomen — wat vanuit milieu-oogpunt overigens ook ongewenst is. Voor een uitgebreid overzicht van vacuümsystemen en aanverwante componenten, zie het kennisbankartikel vacuüm in het laboratorium.
Spoel na gebruik de slang door met een geschikt oplosmiddel of schoon water, afhankelijk van het gepompte medium. De pompbehuizing kan worden afgeveegd met een vochtige doek. Verwijder de slang voor grondige reiniging of sterilisatie; siliconenslangen zijn doorgaans autoclaveerbaar. Vervang de slang als er twijfel bestaat over de reinheid of integriteit.
Voor titraties wordt doorgaans een piston- of spuitpomp gebruikt die nauwkeurige volumes per slag kan afgeven. Peristaltische doseerpompen met instelbaar debiet zijn ook geschikt voor semi-automatische titratietoepassingen. De keuze hangt af van de vereiste nauwkeurigheid, het volumebereik en de chemische bestendigheid voor het titratiemedium.
Voor titratie zijn twee pompkeuzes geschikt. Een peristaltische doseerpomp is een goede keuze voor semi-automatische titratie: de vloeistof raakt het pompmechanisme nooit, waardoor corrosieve titratiemiddelen zoals zuren, basen en oxidatoren probleemloos worden gedoseerd. Kies siliconen- of Marprene-slang afhankelijk van het medium. Een zuiger- of spuitpomp is de nauwkeurigste keuze voor volumetrische titratie: die levert exact instelbare volumes per slag met een herhaalbaarheid van typisch ±0,1–0,5%. Dit is ook de standaardkeuze in geautomatiseerde titratie-apparatuur zoals Karl Fischer- en potentiometrische titratoren. Voor schoollab of routinelab volstaat een peristaltische doseerpomp; voor analytische titratie waarbij de nauwkeurigheid van het toegevoegde volume bepalend is, is een zuigerpomp de betere keuze.
Bekijk ons assortiment pompen & vacuüm voor het volledige overzicht van peristaltische pompen, membraanvacuümpompen en doseerpompen. Voor filtratie-apparatuur die samen met vacuümpompen wordt gebruikt, zie filtratie-apparatuur. De bijbehorende slangen en verbindingsstukken zijn te vinden onder slangen en toebehoren.
Neem contact op voor advies bij de keuze van de juiste pomp voor uw specifieke toepassing.
Disclaimer: De informatie in dit artikel is bedoeld als algemene technische toelichting. Canidae Seal B.V. / Labvakhandel.nl aanvaardt geen aansprakelijkheid voor de toepassing van deze informatie in specifieke analytische, klinische of industriële situaties. Raadpleeg voor uw eigen toepassing altijd de geldende normen, vakliteratuur en de documentatie van fabrikant en apparatuur.
Inloggen
Wachtwoord vergeten
Account aanmaken
Uw winkelwagen is leeg.
