O processo de desenvolvimento de pesquisas laboratoriais envolve diversas etapas e requer métodos eficazes e protocolos rígidos para a obtenção de resultados acurados e de excelência. Atualmente, a maioria dos estudos científicos necessita de muito tempo e dinheiro para sua realização e, com isso, faz-se necessário o uso de equipamentos capazes de otimizar algumas fases do processo.
Entre todos os instrumentos encontrados nos laboratórios, o rotavapor ou rotaevaporador é um dos mais importantes quando se trabalha com destilação de substâncias, recuperação de solventes de amostras e secagem de pós.
O princípio utilizado por esse equipamento remonta às técnicas aplicadas pela humanidade desde o ano 2000 a.C., quando chineses, egípcios e mesopotâmios utilizavam instrumentos de destilação primitivos para propósitos medicinais, criação de bálsamos, essências e perfumes. Apesar de ainda mantermos a função desse equipamento para algumas dessas atividades, atualmente o uso dos rotavapores abrange diversas áreas do conhecimento.
Funcionamento
Figura esquemática do funcionamento de um rotavapor. A – frasco de fundo redondo, B – banho-maria, C – unidade de acionamento, D – tripé, E – pé do suporte, F – condensador de refluxo, G – frasco-receptor, H – concentrado / entrada Fonte: Harkonnen2/Wikimedia Commons
Devido à presença de componentes como banho de calor, rotor, condensador, coletor de solvente e bomba de vácuo, os rotavapores realizam o trabalho de forma simples e rápida. Primeiramente, a amostra é inserida no frasco de evaporação e colocada sob aquecimento. Após essa etapa, o frasco com a amostra passa por rotação em sentidos diferentes, o que torna homogêneo o processo de evaporação. Finalmente, a substância evaporada passa pelo condensador, onde volta para seu estado líquido ao ceder calor para a água presente no frasco de condensação, e recupera-se, assim, o solvente.
As bombas de vácuo presentes nos rotavapores, por sua vez, realizam a redução da pressão dentro do sistema de evaporação, o que diminui as temperaturas de ebulição das substâncias líquidas. Assim, mesmo em um simples banho com água quente, os solventes podem evaporar sem a necessidade de elevadas temperaturas.
Com isso, solventes líquidos podem ser extraídos e recuperados sem aquecimento excessivo, o que evita interferências e problemas moleculares, já que, muitas vezes, a combinação solvente-soluto pode ser sensível a variações de temperatura.
Aplicações dos rotavapores
Na fotografia, é apresentado um exemplo de utilização da gastronomia molecular: polvo cozido em temperatura muito baixa fundido com transglutaminase, mergulhado em um gel de carragenina de laranja e açafrão e suspenso em caules de flores de endro. Fonte: Mikeanegus/Wikimedia Commons
Em ambientes laboratoriais, essas máquinas podem ser utilizadas em diversos processos. Alguns como a concentração de amostras de proteínas, de DNA e de extratos naturais são famosos e são aplicados a pesquisas que variam desde saúde humana a agricultura.
Além de sua utilização em laboratórios, os rotavapores vêm ganhando espaço na área da gastronomia molecular. Esse novo campo gastronômico aborda a nutrição de uma perspectiva química e microbiológica, utilizando componentes e substâncias para provocar alterações na forma, textura, sabor e odor da comida.
Esses equipamentos são usados na culinária molecular principalmente para a preparação de destilados e extratos. Em aplicações gastronômicas, são utilizados predominantemente para duas finalidades: selecionar concentrações de componentes não voláteis em uma mistura e extrair um aroma volátil ou molécula de sabor de alimentos. Este processo pode ser realizado sem qualquer impacto nos compostos alimentares devido à diminuição das temperaturas de ebulição, como explicado anteriormente.
Já na indústria farmacêutica, os rotaevaporadores têm papel fundamental na descoberta e caracterização de compostos-alvo, que são utilizados para a produção de medicamentos e imunizantes. Eles são utilizados para separar solventes e produzir materiais poliméricos, orgânicos e inorgânicos, permitindo, assim, que cientistas projetem derivados farmacêuticos variados. Esse funcionamento é melhor explicado e desenvolvido no texto sobre laboratórios industriais.
Quando falamos em engenharia química, os evaporadores rotativos também desempenham papel significativo. Os processos de cristalização, evaporação, separação, secagem e recuperação de solventes, todos dependentes dos rotavapores, são vitais para as indústrias de produção de alimentos, construção civil e de bens de consumo. Essas aplicações estão diretamente relacionadas aos processos de downstream, já que visam os maiores e mais acurados níveis de pureza e concentração para o produto. No texto sobre processamentos upstream e downstream, explicamos melhor sobre esses termos.
Precauções
Os usuários de rotaevaporadores devem tomar precauções para evitar o contato com as peças rotativas, principalmente devido à possibilidade de ocorrer emaranhamento de roupas, cabelos ou colares. Sob essas circunstâncias, a ação de enrolamento das peças rotativas pode causar danos aos aparelhos e aos usuários, além de possibilitar contaminações e exposição a substâncias químicas.
Dessa forma, seguindo todas as medidas de segurança, os usuários poderão usufruir de todas facilidades que os rotavapores podem proporcionar e desenvolver produtos de qualidade e livres de contaminações.
Com isso, pode-se observar que a resposta para a pergunta “por que usamos o rotavapor?” se encontra em três palavras: qualidade, praticidade e versatilidade.