Лабораторные сушильные шкафы и их использование
Назначение
Основным назначением оборудования данной категории выступает стерилизация предметов при высоких температурах, проведение предварительной подготовки разнообразных образцов.
Среди основных направлений практического применения необходимо выделить:
Сушка образцов. Процесс удаления из материалов влаги. В первую очередь подобные операции проводятся в медицинских и биологических лабораториях. Для работы с чувствительными к высоким температурам материалами, рекомендуются вакуумные печи, так как в безвоздушном пространстве температура кипения воды снижается, позволяя испарять ее без значительного нагрева материалов. Для работы с мелкофракционными частицами применяют шкафы с функцией гравитационной конвекцией, не предусматривающей значительных воздушных потоков внутри камеры.
Стерилизация. Процедура уничтожения биологических загрязнителей материалов, лабораторной посуды и инструмента. Предусматривает поддержание длительное время (не менее 45 минут) температуры более 160 градусов, необходимой для полного уничтожения микроорганизмов.
Отжиг. Технология обработки сталей и стекла с целью повышения характеристик пластичности. Предусматривает нагрев с последующим резким охлаждением материала. После процедуры отжига материал становится более податливым при обработке, в первую очередь востребована технология при изготовлении инструментов для медицины и в металлургической промышленности в целом.
Отверждение. Технология температурного воздействия на химический состав материала с целью увеличения его твердости. Она востребована в первую очередь при производстве разнообразных полимеров, пластиков, эпоксидных смол и других материалов, включая необходимых для создания нанотехнологий.
Испарение. Технология повышения уровня концентрации растворов путем полного или частичного удавления из них растворителей. За счет испарения возможно изменение температуры плавления веществ.
Полиимидная выпечка. Предусматривает обжиг жидкого полиимида с формированием тонкой пленки, применяемой в дальнейшем в качестве средства повышения адгезии, связки и перераспределения слоев.
Кроме того, применение сушильных шкафов востребовано при проведении широкого спектра исследований в материаловедении с целью установления пределов прочности, способности образцов к упругости, растягиванию, деформированию и так далее. В криминалистике применение вакуумных печей позволяет проявлять отпечатки пальцев на различных поверхностях, в лабораториях, специализирующихся на биологических исследованиях, с их помощью устраняют биологические загрязнители, разрушая их температурой. В экологии и аграрной сфере при помощи сушильных шкафов выявляют уровень влажности веществ и проводят другие исследования.
Особенности устройства сушильных шкафов
В целом любой сушильный шкаф включает в себя набор следующих составных компонентов:
Корпус. Выполняется из прочных материалов, в первую очередь нержавеющих сталей с теплоизоляцией внутри для сокращения тепловых потерь рабочей камеры.
Внутренняя камера. Также изготавливается из нержавеющих сталей, устойчивых к термическому, механическому, химическому воздействию.
Внутренние полки. Пространство внутри камеры для удобства работы снабжено полками, зачастую съемными, позволяя увеличить используемую площадь.
Дверца. Выполнена из металла, предусматривает наличие теплоизоляции и асбестовой прокладки, позволяющей исключить тепловые потери через зазоры.
Панель управления. Модуль, расположенный на передней поверхности корпуса. Наибольшую эффективность демонстрируют модели с цифровым управлением.
Трубчатые нагреватели воздуха. Располагаются вдоль боковых стенок камеры и обеспечивают нагрев воздуха внутри нее.
Вентилятор с электродвигателем. Обеспечивает режим конвекции с перемешиванием воздушных масс и выравниванием температуры по всему объему камеры.
Датчик температуры. Фиксирует фактическую температуру в камере, выводя данные на дисплей управления и передавая их на контроллер.
ПИД-регулятор. Основной элемент автоматического удержания температуры на заданном уровне.
Защитный термостат. Обеспечивает защиту оборудования от перегрузки, автоматически проводя отключение сушильного шкафа.
Индикатор загрузки. Отражает данные по степени загруженности камеры сушильного шкафа, информируя о случаях перегруза.
Принципы работы
В основе функционирования сушильных шкафов лежит конвекция тепла. Создаваемое электрическими нагревательными элементами сухое тепло за счет работы вентилятора или под действием естественных сил равномерно распределяется по всему объему камеры. Горячий воздух последовательно вытесняет холодный с возникновением градиента. В зависимости от требований конкретного исследования оператором задаются определенные температурные и временные рамки работы, а для моделей с цифровым управлением возможна настройка более сложных программ работы оборудования.
Виды сушильных шкафов
На сегодня в сегменте сушильных шкафов для лабораторий применяются установки нескольких типов, среди них:
Цифровые. Обеспечивают возможность поддержания температур до +300 градусов, отличаются точностью работы и высоким уровнем безопасности.
Сверхмощные. В большей степени востребованы на промышленных предприятиях для организации сушки образцов биологического происхождения.
Высокотемпературные. Обладают дополнительной теплоизоляцией и позволяют поддерживать внутри температуру до +500 градусов.
Вакуумные. За счет формирования зоны пониженного давления позволяют проводить сушку при низких температурах.
С принудительной конвекцией. Распределение тепла по камере осуществляется за счет работы вентилятора, обеспечивая высокую точность поддержания температуры. Движение воздуха создает дополнительный эффект сушки, требуя повышенного внимания.
С гравитационной конвекцией. Движение воздуха в камере осуществляется естественным путем, снизу вверх. Обладают меньшей точностью поддержания температуры за счет возможности существования «мертвых» зон внутри объема. Чаще всего такой вариант выбирают для бюджетных моделей сушильных шкафов с невысокой стоимостью.
Критерии выбора оборудования
Сегодня на рынке представлен широкий выбор сушильных шкафов, различающихся между собой размерами, доступными температурами, различными опциями и так далее. Выбирая конкретную модель, необходимо отталкиваться от следующих критериев:
Направление будущего применения сушильного шкафа в зависимости от отраслевой принадлежности.
Диапазон температур. Модели, способные поддерживать высокие температуры (от 350 градусов и выше), не всегда максимально стабильны, но более дорогостоящие.
Объем камеры. В расчет принимается не только емкость в литрах, но и форма камеры. Излишне крупные камеры дольше греются, требуя больше трат электроэнергии.
Стабильность температуры. Возможности по точному поддержанию установленной температуры важная составляющая значительной части исследований.
Класс энергопотребления. Мощность оборудования и расход электроэнергии важная экономическая составляющая лабораторного оборудования.
Вытяжная вентиляция. Необходима при работе с агрессивными и опасными для человека веществами. В ряде случаев используются шкафы во взрывозащитном исполнении.
Время восстановления. При открытии дверцы часть тепла выходит наружу, падает температура внутри. Быстрота ее восстановления требует дополнительных расходов энергии.
Материалы изготовления. Большая часть моделей производится из нержавеющих сталей. Отдельные бюджетные модели имеют корпус из оцинкованной стали, но он совершенно не подходит для работы с агрессивными веществами.
Тип управления. Наибольшую эффективность имеют цифровые блоки управления, позволяющие реализовать значительный функционал, добиться большей точности настройки температуры. Аналоговое управление – удел бюджетных моделей.
Для обычных моделей сушильных шкафов предполагается естественная вентиляция, позволяющая выводить из рабочей камеры испарения влаги. Чем более качественной является теплоизоляция, тем эффективней работает печь, тем меньше электроэнергии она расходует в процессе работы.
Наиболее продвинутые с точки зрения модели сушильных шкафов обладают возможностями самостоятельной калибровки, записи задаваемых параметров, самостоятельной диагностики возможных неисправностей, удаленного управления и так далее. Соответственно и стоимость такого оборудования будет несколько выше.
Компания UED на сегодня предлагает на российском рынке весь спектр лабораторного оборудования, включая сушильные шкафы. Представленные в каталоге модели произведены ведущими поставщиками, обладают необходимой сертификацией и подтвердили свою эффективность.
Наши специалисты всегда готовы помочь с подбором оборудования, окажут консультационные услуги, оформят доставку в любой из регионов страны и государства СНГ, а демократичные цены станут приятным дополнением для любого клиента.