Лабораторные печи используются для самых разных целей, начиная от простой сушки стеклянной посуды и заканчивая гораздо более сложными операциями, такими как удаление химических веществ из термочувствительных материалов с помощью вакуумного давления.
Требуемые функции, тип печи и диапазоны температур различаются в зависимости от отрасли использования, однако безопасность всегда имеет решающее значение.
Как тип образца или материала влияет на выбор идеального типа лабораторной печи?
Распространенными типами лабораторных печей, которые можно увидеть в большинстве лабораторий, являются печи с естественной или принудительной конвекциями воздуха.
Печи с естественной конвекцией чаще используют для обычной сушки или выпечки. Как правило, они дешевле и обеспечивают равномерную температуру, но в них могут образовываться холодные или застойные пятна. В качестве альтернативы можно использовать механическую печь с принудительной конвекцией, оснащенную вентилятором, который обеспечивает более равномерную температуру, а также быстрое восстановление после открытия духовки. Если духовка включена для сушки, обессоливания, определения влажности или удаления газов лучше всего использовать вакуумную печь.
Вакуумные технологии используются уже довольно давно, а вакуумные печи являются специализированным решением для многих лабораторных применений. Использование вакуума позволяет снизить температуру испарения жидкости, что позволяет высушивать термочувствительные образцы. Многие отрасли промышленности используют эту технологию для тестирования, например, пищевая промышленность и производство напитков для определения влажности пищевых продуктов, а также производители медицинской техники для удаления влаги без теплового повреждения оборудования.
Современные производители предлагают широкий выбор вакуумных печей, имеющих повышенные параметры безопасности для летучих образцов и реагентов.
Влияние размера или объема образцов на выбор типа лабораторной печи
Лабораторные печи бывают самых разных размеров — от очень
маленьких для личного использования до крупномасштабных промышленных установок с возможностью встраивания. Для печей большего размера может потребоваться отдельный источник питания. Эти устройства могут потреблять много электроэнергии и увеличивать затраты на техническое обслуживание
лаборатории. В качестве альтернативы, если объем образцов большой, но
их размер невелик, возможно, будет разумнее приобрести
несколько печей меньшего размера, а не одну большую установку.
Влияние типа анализатора или лаборатории на тип требуемой лабораторной печи
Для некоторых лабораторий, в которых действуют строгие требования к образцам, например, при работе с полупроводниками и электронными приборами, а также в фармацевтическом или медицинском производствах, может потребоваться специальная разновидность печей, известная как
печь для чистых помещений. В этих печах используется система фильтрации HEPA, обеспечивающая очень точный контроль температуры и равномерный нагрев, поскольку при нагревании и сушке материалов могут образовываться аэрозоли и различные твердые частицы. Для проб, которые являются летучими или потенциально взрывоопасными, следует использовать печи класса А, которые обеспечивают защиту от взрывоопасных или летучих проб.
Безопасность пользователя при работе с лабораторной печью
Температура в лабораторной печи может достигать 300°C. В связи с этим при использовании духового шкафа обязательно надевайте соответствующие средства индивидуальной защиты (в том числе термозащитные перчатки и лабораторный халат) и стойте в стороне, когда открываете дверцу.
Не менее важно избегать воздействия токсичных испарений и гари. Если вы забыли об остатках органических растворителей на стеклянной посуде или неправильно использовали печь для сушки, при попадании летучих или токсичных проб все испарения останутся в обогреваемой камере. В конце концов, это не вытяжной шкаф, и если он не подключен к источнику вентиляции, все испарения будут выводиться в лицо, как только будет открыта дверь. Поэтому важно всегда понимать химические свойства образцов, которые вы отправляете в печь, несколько раз промыть стеклянную посуду дистиллированной водой и еще раз проверить чистоту посуды, прежде чем помещать в печь.
Конвекционные печи — стандарты безопасности и опции
Лабораторные печи делятся на две категории: конвекционные и вакуумные. Первые можно разделить на 1) печи с гравитацио или естественной конвекцией и 2) печи с механической или принудительной конвекцией. Вакуумные печи обычно выполняют специальные функции, такие как удаление газов из растворителей во время процедур, требующих высокой степени контроля за состоянием окружающей среды. Для выполнения сравнительно простых функций, таких как сушка и нагрев образцов или подготовка стеклянной посуды к стерильному использованию подходят конвекционные печи. Печь с естественной конвекцией позволяет нагретому воздуху естественным образом расширяться, подниматься и выравнивать внутреннее пространство до желаемой температуры. Это более дешевый, хотя и менее универсальный вариант по сравнению с большинством печей с принудительной конвекцией, в которых для распределения нагретого воздуха по камере используется воздуходувка.
При использовании печей обоих типов следует придерживаться утвержденных
техник и стандартов безопасности. Конечно, все современные печи оснащены системой автоматического отключения, дверными замками и сигнализацией о перегреве и понижении температуры. Однако имейте в виду, что даже самая лучшая механическая конвекционная печь оптимизирована в первую очередь на защиту образца, и только потом пользователя.
Как лабораторные печи отвечают требованиям передовых исследований и различных областей применения
Из чего складывается расширение характеристик температурного диапазона и точности?
Исторически сложилось так, что печи и инкубаторы в лабораторных условиях были родственниками. Печи имеют широкий температурный диапазон при
меньшей точности, а инкубаторы — меньший температурный диапазон, но большую точность. Но они тесно связаны. В последнее время, достижения в области исследований требуют от этих устройств еще более широких возможностей. К оборудованию применяются требования к более широкому диапазону температур и более строгие требования к точности.
Это связано с разработкой новых материалов, таких как пластмассы и наноматериалы, которые используются для изготовления аккумуляторов и прочего. Платформа, обеспечивающая такие температурные и точностные характеристики, на самом деле представляет собой гибрид печи и инкубатора.
Несмотря на то, что лабораторные духовые шкафы могут быть чрезвычайно надежными и отлично работать в течение многих лет, любое устройство требует определенного ухода.
Например, если уплотнитель дверцы уже недостаточно эластичен, то технические характеристики духового шкафа уже не будут соответствуют требованиям ваших исследований.
Также несмотря на то, что даже если все детали печи находятся в рабочем состоянии, время от времени требуется ее калибровка. Если вы пользуетесь печью постоянно и она не стоит в углу для случайного использования, ее следует калибровать раз в год.
Обеспечение безопасности
В некоторых лабораторных процессах, особенно в тех, где используются растворители или высоколетучие соединения, нагревание может представлять значительную угрозу безопасности. В ответ на это производители могут предложить высокоспециализированные устройства, которые могут снизить риск возникновения пожара или взрыва. Это достигается с помощью целого ряда мер: печи изготавливаются из высокопрочной стали, оснащаются системами сброса давления и позволяют тщательно контролировать расход выхлопных газов и температуру. В некоторых случаях, использование высокоскоростного воздушного потока в качестве метода нагрева позволяет отказаться от использования нагревательного элемента, что еще больше снижает риск взрыва или пожара.
Лабораторные печи с их постоянно расширяющимся ассортиментом —
наглядный пример растущей потребности в надежном оборудовании.
