آون آزمایشگاهی چیست؟

آون آزمایشگاهی (laboratory oven) یا فور دستگاهی تجهیزات استانداردی هستند که در بیشتر آزمایشگاه های بالینی ، پزشکی قانونی ، الکترونیک ، فرآوری مواد و تحقیقات یافت می شوند. آون های  آزمایشگاهی دمای یکنواخت و کنترل دقیق دما را برای گرم کردن ،خشک کردن ، تبخیر ، استریل و سایر عملکردهای آزمایشگاهی صنعتی فراهم می کنند.دمای آون آزمایشگاهی از محیط تا بیش از 300 درجه سانتیگراد است.

جهت خشک کردن نمونه ها و به خصوص خشک کردن ظروف آزمایشگاهی که میتواند از دمای محیط تا 300 درجه را برای کاربر محیا نماید . دستگاه آون در مدل های معمولی و فندار قابل ارائه می باشد.اون آزمایشگاهی  جهت خشک نمودن شیشه الات آزمایشگاهی و گاهی برای استریل نمودن استفاده می شود

اندازه

حجم و نصب کوره از اهمیت حیاتی برخوردار است. حجم مکعب داخلی محفظه اجاق باید با نیازهای مکانی بسترها مطابقت داشته باشد و به طور ایده آل می تواند چندین نمونه را در طول یک چرخه واحد در خود جای دهد. یک سیستم قفسه قابل تنظیم می تواند برای استفاده از کل فضای موجود بسیار ارزشمند باشد. مکانیزم های کنترل به راحتی توسط اپراتور تعیین و بیان می شوند

علاوه بر این ، آون های آزمایشگاهی در سه نوع نصب شده تولید می شوند.

• نیمکت : آون آزمایشگاهی برای دسترسی آسان روی میز کار یا پیشخوان نصب شده است. این مدل ها اغلب شامل سخت افزارهایی برای چیدن آون های آزمایشگاهی روی یکدیگر هستند.

• کابینت : کوره یک وسیله مستقل از آزمایشگاه است ، به طور معمول با ظرفیت بیشتر یا یک کاربرد خاص.

• ورود به داخل : آون به اندازه کافی بزرگ است که در آن لایه ها توسط اپراتور یا با تجهیزات انتقال مواد به داخل محفظه منتقل می شوند.

درجه حرارت

دمای یکنواخت در کل محفظه فر مهمترین جنبه در مورد عملکرد است. اجزای استاندارد با آزمایش محفظه فر در 9 یا 27 نقطه جداگانه در یک بازه زمانی ، دقت دمای فضایی را ارزیابی می کنند.

دامنه اکثر آون های آزمایشگاهی دقیقاً بالاتر از دمای محیط تا 300 درجه سانتی گراد است. اجاقهایی که از این محدوده فراتر می روند مخصوص برنامه ها هستند. کوره ها همچنین دارای تحمل دما هستند ، که به دقت پیش گرم شدن فر اشاره دارد. افزایش کسرهای یک درجه واحد تا ده ها درجه معمول است.

دما توسط یکی از سه فناوری تنظیم می شود.

• ترموستات : یک سوئیچ روشن و خاموش ساده عنصر گرم کننده را درگیر می کند تا دمای تنظیم شده را حفظ کند. به طور معمول ، درجه حرارت قبل از نشست برای مدت کوتاهی از این مقدار فراتر می رود و در نهایت زیر آستانه سقوط می کند.
• کنترل متناسب : یک ترموستات دمای فر را کنترل می کند ، اما با نزدیک شدن به مقدار پیش گرم برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد ، گرما را کاهش می دهد.
• کنترل  یکپارچه متناسب (PID) : یک پردازنده مقدار انرژی مورد نیاز برای حفظ دما را محاسبه می کند و آن را در برابر میزان اتلاف گرما در نظر می گیرد. این از گرم شدن بیش از حد و بیش از حد جلوگیری می کند و به طور معمول کم مصرف ترین وسیله برای تنظیم دما است.

جو کنترل شده

بعضی از آون های آزمایشگاهی با تجهیزاتی سازگار هستند که یک ترکیب خاص اکسیژن را به محفظه آزمایشگاه وارد می کنند یا فضای اتاق کوره را بطور کلی از بین می برند. این کوره ها معمولاً دارای جریان سنج و شیر برقی برای کنترل جریان سیال و همچنین سنسورهای داخلی برای ثبت ذرات جو هستند. ورود گاز بی اثر مانند آرگون یا نیتروژن به محفظه فر با فشار پنج تا ده برابر حجم اجاق گاز معمول است.  از تشکیل اکسیداسیون و چگالش در محفظه جلوگیری می کند.

بهره وری انرژی

یک آون آزمایشگاهی به مقدار قابل توجهی انرژی برای گرم کردن محفظه نیاز دارد. معمولاً کوره ها برای مدت طولانی ، گاهی اوقات به مدت چند روز روشن می مانند تا زمان پیش گرم شدن را کاهش دهند. به دلایل واضح ، کاهش خروج حرارتی از اجاق گاز می تواند موجب صرفه جویی در هزینه قابل اندازه گیری شود. اجاق های دارای ویژگی تقویت کننده از یک پیش گرم کننده شتاب دار برای محدود کردن دوره های طولانی کار استفاده می کنند.

پوسته کوره به طور معمول در ساخت و ساز فولادی است و لایه های زیرین عایق باعث کاهش سرعت انتقال حرارت می شوند. یک اجاق گاز کارآمد با گردش کامل به سرعت به دمای یکنواخت می رسد. واشر درب به حفظ گرما در اطراف تحمل درب کمک می کند. بسیاری از کوره ها قادر به جبران تهویه محفظه هستند. زمان بازیابی مدت زمانی است که پس از تهویه محفظه ، مانند دهانه درب ، برای بازیافت مجدد کوره به مقدار قبل از گرم شدن احتیاج دارد.

نگهداری

آون های آزمایشگاهی به طور متوسط ​​هر هفت سال منسوخ می شوند. این امر تا حدی به دلیل نوآوری در طراحی است ، اما بیشتر به این دلیل است که اجاق های معیوب آزمایشگاهی ممکن است هزینه بر بوده و تعمیر آنها دشوار باشد. بسیاری از کوره های آزمایشگاهی پس از رفع نقص هرگز به مشخصات خود بر نمی گردند و هزینه کوره آزمایشگاهی جدید معمولاً کمتر از نوسازی است.

نگهداری فر باید در فواصل معمول انجام شود. پورتهای تهویه ، واشرها ، سنسورها ، کنترل ها ، عناصر گرمایش و دمنده ها باید از نظر خطا بررسی شوند. اجاق گاز نیز باید بعضاً درجه حرارت داشته باشد.

امکانات

• هشدارها : زنگ های شنیدنی سیگنال را نشان می دهند كه اجاق گاز به شرایط عملیاتی رسیده است كه نیاز به توجه اپراتور دارد.
• خاموش شدن خودکار : اجاق گاز در حالت خاموش بعد از سپری شدن یک دوره از پیش تعیین شده خاموش می شود.
• تقویت : می توان با افزایش مختصر مصرف انرژی ، مدت زمان گرم شدن اجاق را کاهش داد.
• پانل / درب : در صورت انفجار نمونه ، پانل های مخصوص یا درب آون از اجاق خارج می شوند. این کار ضربه  را در یک جهت واحد هدایت می کند تا خطر را به پرسنل و تجهیزات محدود کند.
• نوار نقاله : یک مکانیزم نقاله نمونه را از طریق کوره ترجمه می کند ، و یک نمونه تمام شده از خروجی خارج می شود.
• ثبت اطلاعات : آون آزمایشگاه با سازوکارهایی سازگار است که دقیقاً همه عملیات اجاق آزمایشگاه را ضبط می کنند. این امر به ویژه در کاربردهای دارویی و بیولوژیکی بسیار مهم است.
• دستگاه حفاظت از دمای بیش از حد (OTPD) : مکانیزم در صورت بیش از حد مجاز به طور خودکار اجاق را خاموش می کند.
• شروع سریع : فر یک چرخه پیش گرم را بدون پارامترهای عملکرد ورودی شروع می کند.
• نظارت بر دما : اجاق گاز یا تجهیزات متصل شده دمای محفظه فر را در فواصل زمانی ثبت می کنند و در صورت لزوم به اپراتور اطلاع می دهند.
• سطح شتاب / برنامه ریزی دما : می توان چرخه پیش گرمایش را افزایش داد ، یا می توان به اجاق دستور داد تا دما را در یک زمان از پیش تعیین شده تغییر دهد.

• زمان دار : به آون دستور داده می شود بعد از گذشت زمان از پیش تنظیم شده خاموش شود.

• پنجره مشاهده : ساختار فر شامل یک پنجره برای مشاهده نمونه ها در محفظه فر است.

استانداردهای عملکرد آون آزمایشگاهی

استانداردهای زیر هنگام در نظر گرفتن آون های آزمایشگاهی ، قابل اثبات هستند.

ASTM 5374  – تست کوره های آزمایشگاهی همرفت اجباری

DIN 12880  – کوره های آزمایشگاهی برقی

BS 2648  – عملکرد آون های آزمایشگاهی

برنامه های کاربردی و عملکرد آون آزمایشگاهی

کوره های آزمایشگاهی در آزمایشگاه های شیمی ، زیست شناسی ، دارویی ، پزشکی قانونی و محیط زیست رایج هستند.

صنایع مورد استفاده آون آزمایشگاهی چیست؟

آون های آزمایشگاهی در طیف گسترده ای از کاربردها در صنایعی مانند بیوتکنولوژی ، داروسازی و تولید مواد استفاده می شود. این صنایع اغلب به فرآیند پخت ، پخت ، پخت و پز و خشک کردن مواد شیمیایی و ترکیبات مختلف نیاز دارند. بسیاری از این برنامه های کاربردی در نتیجه نهایی منحصر به فرد هستند و بنابراین به انواع مختلفی از اجاق های آزمایشگاهی نیاز دارند.

استفاده استاندارد برای آون آزمایشگاهی شامل بسیاری از مراحل آزمایش و عیب یابی از جمله این موارد است:

• گرم کردن و خشک کردن ظروف شیشه ای یا تجهیزات آزمایشگاه اتوکلاو برای اهداف عقیم سازی
• آزمایش مواد برای تعیین مقاومت در برابر کشش ، تغییر شکل و انعطاف پذیری محصولات تولیدی ، مقاومت لحیم کاری در صفحه مدارها و موارد دیگر.
• تست الکترونیکی
• آزمون سوختن برای تشخیص خرابی های اولیه در مدارهای مجتمع تولید شده
• تست مقاومت لحیم کاری در صفحه های مدار

استفاده تخصصی از آون های آزمایشگاهی در آزمایشگاه های بیولوژیکی ، پزشکی قانونی و محیط زیست انجام می شود. علوم طبیعی با استفاده از کوره های آزمایشگاهی سرعت تحقیق را به روش های زیر پیش می برند:

• آزمایشگاه های پزشکی قانونی از آون های خلاuum پیکربندی شده به عنوان اتاق های توسعه اثر انگشت استفاده می کنند
• آزمایشگاه های بیولوژیکی از آون های همرفت جاذبه برای حذف آلاینده های میکروبیولوژیکی در آزمایشگاه ها و آون های خلاuum برای چسباندن لایه های سطح فیلترها و سایر رسانه ها استفاده می کنند.
• آزمایشگاه های محیط زیست اغلب نمونه ها را در آون های آزمایشگاهی خشک می کنند ، برای تعیین رطوبت نمونه ، نمونه ها را قبل و بعد از خشک کردن وزن می کنند

انواع آون آزمایشگاهی

1. آون آزمایشگاهی سنگین (Heavy Duty Ovens)
2. آون آزمایشگاهی استاندارد دیجیتال (Standard Digital Ovens)
3. آون آزمایشگاهی همرفت جاذبه (Gravity Convection)
4. آون آزمایشگاهی همرفت مکانیکی (Mechanical Convection)
5. آون آزمایشگاهی ایجاد همرفت (Forced Convection Ovens)

کاربرد آون آزمایشگاهی

1. خشک کردن یا از دست دادن آب – از بین بردن رطوبت از نمونه ها. به طور معمول در آزمایشگاه های محیطی ، بیولوژیکی و بالینی انجام می شود.
2. عقیم سازی – باکتریها یا میکروارگانیسم ها را از چیزی خارج یا نابود کنید. معمولاً برای عقیم سازی تجهیزات آزمایشگاهی استفاده می شود.
3. آنیلینگ – برای از بین بردن تنش های داخلی و سخت شدن فلز یا شیشه استفاده می شود. فلز یا شیشه گرم می شود و اجازه می یابد تا به آرامی سرد شود.
4. تبخیر – برای تبخیر حلالهای اضافی مانند آب از محلول برای تولید محلول غلیظ یا اندازه گیری نقطه ذوب آنها استفاده می شود.

هنگام انتخاب آون آزمایشگاهی ، برنامه ها ، ابعاد ، ظرفیت و بودجه آزمایشگاه را در نظر بگیرید. 

تفاوت آون آزمایشگاهی با انکوباتور