Щадящая и быстрая сушка в вакуумных сушильных шкафах

Posted by   oratorslova Гончаров Сергей
06/02/2020

Традиционная сушка, в том числе при определении влажности термогравиметрическим методом, достаточно проста, отработаны методики, но длительна по времени и подходит не для всех видов материалов.

Альтернативой является комбинированный лабораторный процесс обезвоживания при высокой температуре в сочетании с пониженным давлением, что реализовано в вакуумных сушильных шкафах, оборудованием более дорогим и сложным в эксплуатации, но имеющим ряд преимуществ:
  • сокращение длительности процедуры;
  • щадящий (мягкий нагрев);
  • уменьшение температуры в условиях вакуума (низкотемпературная сушка);
  • обработка материалов, чувствительных к перегреву;
  • снижается риск окисления нагреваемых продуктов, при взаимодействии с кислородом воздуха;
  • быстрый отвод извлекаемых из образцов паров, газов и других летучих компонентов;
  • равномерная сушка.
Устройство и принцип действия

Снаружи, по внешнему виду, вакуумные лабораторные шкафы не отличаются от обычных, воздушно-тепловых установок, с ТЭНом и конвективным теплообменом.
Но во сушильной камере должно быть создана высокая степень разряжения, достигающая 0,003 атм. А следовательно в комплект поставки включаются мощные вакуумные насосы.
Соответственно конструкция должна обеспечивать высокую герметичность, что предъявляет повышенные требования к уплотнениям и прочности материалов, которые должны выдерживать давящее снаружи  атмосферное давление.

Камера может заполняться инертным газом для предотвращения окисления.

Существуют различные типы нагрева: электрический, с помощью пара или другого теплоносителя.

Для контроля давления применяется специальный вид манометров - стрелочный вакуумметр.

Внутренняя поверхность камеры изготовлена из нержавеющей стали.

Для каких целей еще применяются
Бескислородное хранение
Дегазация
Сушка материалов без нагрева
Обжиг

По каким критериям выбрать вакуумный сушильный шкаф ?

  1. Наружные размеры. Определяют занимаемое оборудованием место на лабораторном столе, органичное расположение с другими приборами и принадлежностями, а также затраты на транспортировку, как при первоначальной установке, так и если отправляется на ремонт.
  2. Объем сушильной вакуумной камеры. Отличается на порядок. От 30 и 300 литров. Один из ключевых критериев, который следует рассматриват в первую очередь, еще до момента закупки. Следует исходить из загрузки лаборатории (количества исследований за единицу времени – день, неделя, месяц), чтобы достичь оптимума. Только в этом случае будут снижены до минимума условно – постоянные расходы на эксплуатацию. Если стационарный влагомер будет значительно недогружен, платежи за электричество останутся неизменными, например если проводится анализа влажности зерна, греть все равно нужно, хоть один образец, хоть 10. Если же объем выбран малый, будут задержки в анализах.
  3. Диапазон температур нагрева. Верхняя граница обычно не превышает +200°С по двум причинам. Во-первых, при более высокой температуре может начаться процесс обугливания, выхода нежелательных фракций. Например, нужно удалить влагу, а будут испаряться и маслянистые составляющие. Во-вторых, в вакууме сушка происходит при более низкой температуре. Что касается нижней границы, то она немного выше комнатной – на +5°С, что характерно и для лабораторных термостатов (без встроенного холодильника).
  4. Контроль температуры. Автоматизированный. Микропроцессор постоянно сравнивает текущий показатель с заданным, и если отклонение выявлено, выдает корректирующее воздействие. Таким образом достигается температурная стабилизация. Речь идет об усредненной характеристике, поскольку чем больше объем камеры, тем сложнее обеспечит ьравномерность и отклонение по объему может достигать от 2-х до 8 градусов.
  5. Время нагрева до заданной температуры. Обычно в технических характеристиках задается несколько контрольных точек, например 70°С, 150°С и 200°С.
  6. Таймер. Автоматический контроль временного интервала, заданного лаборантом, экономит рабочее время.
  7. Количество полок. В среднем 2-3 полки. Это позволяет равномерно распределить образцы по объему.
  8. Расстояние между полками. Зависит от их количества, а также высоты емкостей (кювет), в которых просушиваются пробы. При необходимости одну из полок можно временно вынуть.
  9. Средняя нагрузка на полку. Полки решетчатые, с ограниченной жесткостью, поэтому во избежание прогибания и чрезмерного усилия, не следует превышать допустимый предел, который может составлять 10-20 кг. 
  10. Схема подключения к электричеству. Зависит от потребляемой мощности. Если мощность превышает 2 КВт, то возможно подключение к трехфазной сети переменного 380 В. Такая же картина наблюдается и с мощными лабораторными дистилляторами.

 


Дополнительные сервисные опции


✅ Принудительная конвекция вентиляторами. Призвана решить вопрос с неравномерным распределением температур в сушильной камере. И ускоряет время сушки.

✅ Двери с прозрачным окошком. Облегчают визуальный контроль за высушиваемыми продуктами.

✅ Цифровой дисплей. Отображает текущую температуру.

✅ Сенсорное управление.

✅ Функция автодиагностики.

✅ Выбор языка.

✅ Калибровка по контрольным точкам.

✅ Отключение в случае перегрева

✅ Программирование с помощью специального ПО: температурных профилей, давления.

Недавнее