Меню

Чем отличается термостат от сушильного шкафа



Аппаратура для нагревания, высушивания, термостатирования

Одной из наиболее часто проводимых в лабораториях операций является нагревание. В современных лабораториях для этой цели чаще всего используются приборы с электрическим обогревом, а носителем тепла является жидкость или воздух.

К электронагревательным приборам относятся различного рода плиты, печи, колбонагреватели, песочные и водяные бани, термостаты, сушильные шкафы и устройства.

В настоящем разделе мы не будем касаться обычных плит и плиток, различного рода печей, колбонагревательных устройств, назначение и принцип пользования которыми хорошо известны и описание которых подробно сделано в ряде популярных руководств [7, 13, 50], а также термостатирующей аппаратуры специального назначения, которая описывается в гл. II.

В некоторых случаях при подготовке для работы лабораторной посуды, пипеток и другого лабораторного стекла термическая обработка сухожаровым способом, т. е. использование сухого нагретого воздуха, во много раз эффективнее, чем стерилизация в автоклавах, в которых температура значительно ниже. Кроме того, после автоклавирования убитые микробные клетки, оставшиеся на лабораторной посуде, могут при последующих микроскопических исследованиях привести к ошибкам. Поэтому полное сгорание органических веществ, в частности клеток, может быть достигнуто наиболее эффективно при использовании сухожарового способа стерилизации, при котором температура может быть поднята до +200, +500°С.

В наиболее распространенных конструкциях сушильных шкафов поступающий извне воздух прогревается электронагревателями, расположенными в стенках или на дне шкафа, и выходит через отверстие в верхней части шкафа (величину отверстия можно регулировать) или циркулирует по калориферу (системе труб, обеспечивающей равномерное распределение горячего воздуха). Шкафы снабжаются термометрами и терморегулирующими устройствами, с помощью которых можно регулировать в широких пределах температуру внутри шкафа.

Существует огромное количество самых разнообразных конструкций и форм высокотемпературных сушильных шкафов, которые выпускаются как отечественной промышленностью, так и многими зарубежными фирмами. Для поддержания температуры в заданных пределах эти приборы оснащены терморегуляторами.

Терморегуляторы — устройства для автоматического поддержания температуры на заданном уровне, применяются в термостатах, сушильных шкафах, водяных банях. Простейшим терморегулятором является биметаллический терморегулятор двухпозиционного типа, в котором чувствительным элементом является изогнутая биметаллическая пластинка или спираль, закрепленная в держателе. При изменении температуры конец пластинки (спирали) перемещается, замыкая контакты электрической цепи исполнительного механизма.

Более сложным является объемный терморегулятор — ртутный контактный термометр, в котором ртуть при достижении заданной температуры замыкает или размыкает контактное устройство терморегулятора. Установка контактов на требуемую температуру производится при помощи магнита, установленного в верхней части терморегулятора.

В некоторых приборах применяются объемные терморегуляторы, с чувствительной системой, состоящей из сильфона, уравновешенного пружиной, содержащего жидкость с низкой температурой кипения. При изменении температуры меняется давление в сильфоне, что вызывает его удлинение или укорочение и отклонение исполнительного органа, например клапана вентиля или ползунка с контактами, скользящими по сопротивлению, включенному в плечо моста. При этом нарушается его баланс и нулевое реле, управляющее исполнительным механизмом, приводит в действие регулирующую систему.

Ниже описываются некоторые наиболее распространенные и перспективные модели сушильных шкафов, термостатов и др. аппаратуры, технические характеристики которых приведены в таблице 1.

Сушильный шкаф прямоугольный электрический ШС-40М [43]. Шкаф может устанавливаться на столе или на подставке с ножками. Рабочая камера шкафа обогревается четырьмя основными нагревательными элементами, расположенными на дне камеры, и двумя дополнительными, находящимися на задней стенке камеры. Внутри рабочей камеры шкафа устанавливаются три съемных лотка, на которых помещаются коробки-сетки для посуды. Для автоматической регулировки температуры шкаф имеет терморегулятор.

Читайте также:  Какие производители лучше для бытовую технику для кухни

Сушильный шкаф электрический круглый 2В-151 [42] состоит из цилиндрического корпуса, подставки, рабочей камеры. Внутри рабочей камеры устанавливается полка, а выше и ниже ее — два ящика, на которые укладывается посуда.

Промышленность стран народной демократии выпускает различные варианты сушильных шкафов и термостатов. Хорошо известна в нашей стране продукция чешского народного предприятия Хирана.

Шкаф сушильный лабораторный типа СУШ 9/II фирмы «Хирана» [63]. Сушильный шкаф напольного типа с двумя дверцами. Рабочая камера разделена внутри на две части, в каждой из которых на боковых стенках имеются направляющие планки. На планках помещаются металлические сетки для укладки материалов для сушки или суховоздушной стерилизации. Рабочая камера полированной стали встроена в корпус шкафа. Корпус стальной, покрытый эмалью. Вентилятор, помещенный под нагревательными элементами, всасывает воздух через верхнее отверстие в рабочей камере, протягивает его через нагревательные элементы, где он прогревается и поступает в камеру.

Специальным рычагом можно изменять циркуляцию горячего воздуха: при сушке влажных предметов влажный воздух может выводиться наружу. Нагрев до заданной температуры достигается примерно за 30 мин.

В верхней части камеры находится регулятор температуры, который, включая или выключая ту или иную фазу нагрева, поддерживает заданную температуру. Регулятор температуры включает нагреватели на полную мощность при разогреве шкафа или на пониженную — для поддержания установившейся температуры.

Удобную модель большого сушильного стеклянного шкафа типа OW-880 выпускает фирма «Gallenkamp» [58]. Дверцы шкафа остеклены термостойким стеклом и позволяют контролировать процесс сушки посуды, не открывая шкафа. Шкаф снабжен калорифером, благодаря чему циркулирующий воздух равномерно распределяется внутри шкафа. Внешний вид и внутреннее устройство шкафа OW-800 показаны на рис. 9.


Рис. 9. Большой стеклянный сушильный шкаф OW-880.

Аппараты, с помощью которых производится высушивание вымытой лабораторной посуды, обязательно входят в комплект оборудования любой, даже самой маленькой лаборатории.

Одной из разновидностей таких устройств, удобных для небольших лабораторий, является настольный двенадцатирожковый сушильный аппарат WD-215, выпускаемый фирмой «Gallenkamp» [59]. Аппарат представляет собой цилиндрической формы сосуд, внутри которого находится калорифер с феном. В крышку аппарата вмонтированы двенадцать рожков с мелкими отверстиями на концах, через которые подается горячий воздух. На основании аппарата имеется выключатель и регулятор подачи горячего воздуха. Как видно из рис. 10, с помощью этого аппарата можно сушить разнообразную лабораторную посуду — пробирки, колбы, цилиндры, склянки и т. п.


Рис. 10. Сушильный настольный аппарат WD-215.

В число вспомогательных операций при выполнении бактериологических, гематологических и гистологических исследований входит ряд манипуляций, таких, как фиксирование мазков, их окраска, сушка, расправление гистологических срезов, которые занимают много времени у лаборанта.

Приспособление для расправления и сушки парафиновых срезов на предметных стеклах, выпускаемое в СССР, представляет собой простое устройство с электронагревателем, обеспечивающим и поддерживающим температуру, необходимую для сушки срезов на предметных стеклах.

Читайте также:  Деревянная кровать скрипит что сделать чтоб она от скрипела

Фирмой «Feinmechanik — Optik» (ГДР) выпускается специальная сушильная плита типа WP-1, для быстрой сушки мазков на предметных стеклах [18]. Сушильная плита имеет под рабочей поверхностью резервуар, который заполняется водой и нагревается электронагревателями. Объем резервуара — 8 л.

Значительный удельный вес в лабораторном оборудовании занимают термостаты, в том числе водяные, в которых требуемая температура поддерживается автоматически. Простейшим представителем этого типа аппаратов является термостат МТ 1,2, разработанный в Ленинградском филиале научно-исследовательского института медицинского приборостроения [38] и выпускаемый медицинской промышленностью.

В рабочей камере термостата могут быть установлены 2 штатива для пробирок (160X20 мм). При необходимости инкубируемые смеси могут быть закрыты откидной крышкой термостата, укрепленной в верхней части корпуса прибора.

Термостат удобен для выполнения различных биологических и биохимических исследований, в частности для определения активности ферментов.

Микротермостат МТ-03 (СССР) предназначен для термостатирования малых количеств веществ в прозрачном стеклянном сосуде цилиндрической формы, емкостью 300 мл. В качестве нагревательного элемента в микротермостате используется токопроводящая пленка, которая нанесена на внешнюю поверхность
стеклянного стакана. Токопроводящая пленка механически прочна, устойчива к влаге и органическим веществам. Общий вид микротермостата МТ-03 приведен на рис. 11.

Несомненный интерес представляют современные универсальные многоцелевые термостаты (ультратермостаты), в которых температура поддерживается с высокой точностью. Жидкостные циркуляционные термостаты имеют сравнительно небольшие размеры, широкий рабочий диапазон температур и высокую точность термостатирования. В большинстве типов ультратермостатов терморегулирование обеспечивается наличием датчиков температуры, нагревателей различной емкости, включаемых автоматически.


Рис. 11. Микротермостат МТ-03.

Ультратермостат УТ-15 представляет собой цилиндрический двустенный сосуд с внутренним резервуаром на 15 л [40]. Сверху термостата закреплена панель, на которой смонтированы циркуляционный насос, электронагреватели, трубопровод для заполнения и слива воды. Здесь же расположены отверстия, в которых закрепляются термометры (контрольный и контактный) и горловина (0 160 мм) с набором крышек, позволяющих помещать в термостат сосуды различных диаметров.

При необходимости получения температуры в диапазоне от температуры окружающей среды до 0°С используют охладитель, который представляет собой теплоизолированный сосуд со змеевиком, через который циркулирует термостатирующая жидкость. Тонкая регулировка температуры осуществляется благодаря наличию в приборе контактного термометра с магнитной настройкой.

В зависимости от потребностей термостат может работать в пяти режимах и их комбинациях: «на себя», внутри основного сосуда, на работу с охладителем, на работу с выносным сосудом, так называемым «внешним люнгуром», на работу с охлаждением от водопроводной сети и как погружной термостат. В последнем случае панель отсоединяется от электромонтажного блока и устанавливается в другом сосуде на трех стойках, которые придаются к термостату. Собранную на стойках панель помещают в подготовленную емкость, которую заполняют соответствующей жидкостью (вода, глицерин, смесь воды с глицерином).

Термостатирующее погружное устройство УТП-1 выпускается отечественной промышленностью. Прибор УТП-1 имеет плавную регулировку температуры и предназначен для получения стабильной температуры при исследованиях биологических, химических, физических и других процессов.

Прибор может быть использован для обеспечения циркуляции воды с постоянной температурой во внешних контурах. Прибор состоит из блока управления и блока нагрева. Последний может быть легко установлен в сосудах различных форм и размеров (рис. 12).

Читайте также:  Жидкий стул с водой у взрослого чем лечить

Рис. 12. Термостатирующее устройство УТП-1.

Принцип действия прибора основан на бесконтактном регулировании температуры с помощью преобразователя тока и мостовой схемы, расположенных в блоке управления.

Проточные водяные термостаты, в том числе комбинированный термостат MLW [31], выпускает фирма «Прюфгерете—Верк Мединген» (ГДР). Прибор обслуживается и регулируется от одного блока управления. К основному блоку прилагаются три ванны на объемы 2,5; 7,5 и 15 л. На рис. 13 изображены все три ванны (1, 2, 3), основной блок, смонтированный на опорной плите (4) и подставке, а также блок управления (5).

Наличие основного блока и блока управления, не связанных непосредственно между собой, позволяет использовать термостат в любой аппаратуре. Для этого основной блок вставляется в соответствующее отверстие, закрепляется с помощью блокировочного устройства и присоединяется к блоку управления. При необходимости использовать аппарат как погружной, основной блок на подставке опускается в соответствующую емкость.

Рис. 13. Проточные водяные термостаты MLW. Пояснения в тексте.

Фирма «Massgerate Werk Lauda» [53] выпускает ультратермостаты U-1 и NBE. В таблице 2 приводятся данные ультратермостатов.

Суховоздушные термостаты находят широкое применение при проведении бактериологических, серологических, биохимических и многих других видов исследований. Суховоздушные термостаты, как и термостаты с водяной рубашкой, выпускаются рядом заводов медицинской промышленности СССР.

Термостат Ц-1281М (36] имеет электроподогрев, равномерность которого обеспечивается водяной рубашкой. Этот тип термостата используется для заливки в парафин препаратов, предназначенных для приготовления срезов при микроскопировании тканей в патологоанатомических лабораториях.

Термостат устанавливается на ножках (рис. 14). Внутренняя стеклянная дверца позволяет осуществлять контроль за помещенными в термостат препаратами, не изменяя существенно температуру рабочей камеры.

Рис. 14. Суховоздушный термостат Ц-1281.

В модели термостата ТС-80 все узлы размещены и укреплены на корпусе прибора. Рабочая камера выполнена из листовой, полированной латуни. Термостат имеет две дверцы: внутреннюю застекленную и наружную металлическую. Застекленная внутренняя дверца позволяет проводить визуальное наблюдение за ходом исследования, существенно не меняя температурный режим. В рабочей камере могут быть установлены три полки. Датчик температуры расположен в рабочей камере.

Фирма «Галенкамп» (Англия) выпускает большеобъемные универсальные
термостаты нескольких моделей. Все они имеют высокочувствительные терморегуляторы с малой инерционностью. Благодаря имеющейся вентиляционной системе внутри камеры термостата осуществлена равномерная циркуляция воздуха, за счет чего достигается незначительный разброс температур в разных точках камеры. Термостаты снабжены специальной воздушной рубашкой, через которую, в зависимости от температурных условий внешней среды, может пропускаться теплый или охлажденный воздух. Такое устройство у термостата предохраняет его от перегрева при работе в тропических условиях. Кроме того, в термостате предусмотрено устройство для подачи и равномерной циркуляции CO2 и воздуха при использовании термостата для роста как аэробных, так и анаэробных микробов.

Основные характеристики водяных и воздушных термостатов, водяных бань, сушильных шкафов, аппаратов для сушки посуды и препаратов систематизированы в таблице 1.

Источник

Adblock
detector