کوره آزمایشگاهی (Laboratory Furnace) نوعی وسیله همرفتی (Convection) است که به دلیل وظایف گسترده و مهم خود ، یکی از بخش های ضروری در هر آزمایشگاه میباشد و در صنایع تولیدی و علمی مورد استفاده قرار میگیرد. از نام های دیگر آن میتوان به کوره مافل (muffle furnace) و کوره الکتریکی (electric furnace) اشاره کرد.
به طور کلی این وسیله از موادی با دمای بالا یا اصطلاحا نسوز نظیر آجر نسوز، سیمان نسوز، پنبه نسوز و فیبر آلومینا ساخته شده است تا در دماهای بالا دچار شکستگی نشوند و وظایف آن آنالیز ترکیبی و شیمیایی، گرم کردن بخشهای کوچک فولادی و گرمایش مداوم مواد بدون قرارگیری در معرض آلاینده و رطوبت میباشد. اغلب، این دستگاه برای به ثمر رساندن یک فعالیت، به طور ماهانه و یا طولانی مدت تنظیم میشود که پیکربندی، مشخصات کلی، ویژگی های کوره لوله، و کنترل جو از جمله عوامل مهمی هستند که باید در هنگام بهکار گیری کوره های آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گیرند.
به مانند دیگر کوره ها، کوره آزمایشگاهی نیز از یک منبع حرارتی برای گرم کردن نمونه استفاده میکند. انتقال حرارت همرفتی، فرآیندی است که برای گرم کردن کوره مورد استفاده قرار گرفته و با گرانش یا همرفت مکانیکی کار میکند. در همرفت گرانشی، هوای گرم هوای سرد را جابجا کرده و آن را به سمت منبع گرمایش هدایت میکند تا زمانی که کل محفظه به دمای مطلوب برسد. این روش به دلیل توزیع یکنواخت ضعیف، در قیاس با همرفت مکانیکی گرمایش طولانی تر و اتلاف انرژی بیشتری دارد در صورتی که کوره های آزمایشگاهی همرفت مکانیکی به دلیل استفاده از دمنده ها و بافل ها، گرمایشی سریعتر و بازده بیشتری را به ارمغان میآورند.
کوره های آزمایشگاهی را میتوان بر اساس کاربردهایشان، با دامنه گستردهای از ویژگی ها ساخت. از کاربردهای کلی کوره آزمایشگاهی میتوان به خشک کردن در جایی که رطوبت نیست، پخت بدون رطوبت زدایی و یا پخت در جایی که ممکن است نمونه از نظر شیمیایی یا فیزیکی تغییر کند، اشاره کرد. از انواع کوره آزمایشگاهی می توان به کوره الکتریکی، کوره دندانسازی و کوره طلاسازی آشاره کرد.
ابعاد کوره آزمایشگاهی معیار بسیار مهمی است زیرا حجم کوره باید با نمونه های مورد آزمایش، متناسب بوده و در حالت ایده آل با نمونه های دیگر نیز مطابقت داشته باشد. کوره های آزمایشگاهی بر اساس ابعادشان به 3 دسته تقسیم میشوند که به ترتیب از بزرگ به کوچک عبارتند از؛ راهپیمایی، راهرو، نیمکت، کابینت، رومیزی.
اما مهمترین اصل در تعیین کاربرد یک کوره آزمایشگاهی، بیشینه دمای آن میباشد که در ذیل به گروه بندی آن اشاره میشود:
ویژگی ها : کوره 1200 درجه دارای مقاومت بالا در برابر خوردگی، استحکام و طول عمر بالا، سطح هم دمایی وسیع و افزایش سرعت گرمایش در قیاس با دیگر مدل ها، مستقل به دلیل داشتن محفظه تعویض المنت.
کاربردها: خاکسترگیری مواد، داروسازی، صنعت.
ویژگی ها: دارای ترموکوپلی از جنس پلاتین رادیوم با غلاف سرامیکی است. سرعت ذوب آن نسبتا بالا و حجم کوره کم است.
کاربردها: انواع فرآیندها نظیر: آلیاژسازی، ذوب و ریخته گری، گاز زدایی، عملیات حرارتی، پخت، تجزیه حرارتی، زینترینگ، چسب زدایی و…
بر اساس کاربرد و نحوه ساخت، چند نوع کوره آزمایشگاهی دیگر داریم که عبارتند از:
برای اندازه گیری و تعیین تغییر وزن بوسیه یک ترازو، 1) قبل، 2) حین و 3) بعد سوختن نمونهای تک یا چندجزئی است که دارای یک المنت گرمادهنده در محفظ های جدا، برای خاکستر کردن مواد میباشد.
کاربردها: خاکستر کردن برای آنالیز مواد غذایی، لاستیک و پلاستیک ها، چربی های حیوانی و پاکسازی مواد.
این مدل برخلاف دیگر کوره ها قادر به ایجاد دماهایی بین 1400 تا 1800 درجه است که البته کوره بی صدا و کوره جعبه ای در زیرمجموعه کوره های دما بالا قرار میگیرند. این کوره از دو طرف درون محفظ های گرماده قرار دارد تا به صورت گسترده و یکنواخت گرم شود.
کاربردها: ذوب شیشه ای، تست سرامیک در دماهای بالا، جوش و متالورژی پودر.
در این کوه مواد احتراقی از یکدیگر جدا شده سپس حرارت دهنده الکتریکی با دمای بالا به مواد حرارت میرساند. این کوره مدل جعبه ای ( تک ناحیه یا چند ناحیه، افقی، عمودی و چرخشی) میباشد که از کوپل های گرماده حول محوری استوانه ای تشکیل شده است و دمای آن بوسیله ترموکوپل کنترل میشود. اغلب دارای لوله هایی با طول و پهنای زیاد اما کم عمق برای به کارگیری در فرآیند ساخت رول به رول میباشد.
کاربردها: ایجاد روکش لعابی، جوش شیشه ای، برنجی کردن و محکم کردن مواد.
همانند کوره بی صدا، این کوره نیز از محوری استوانه ای و ترموکوپلی برای کنترل دما تشکیل شده است. دارای دو ناحیه گرم کننده تا دمای 1800 درجه است و گستره دمایی آن بسته به توان عملیاتی، الزامات جوی و خنک کنندگی و… متغیر خواهد بود.
کاربردها: جاذبه سنجی، آنالیز کمی و عملیات حرارتی و رسوب.
این مدل با استفاده از انرژی امواج مایکروویو ، نمونه ها را از داخل گرم میکند. حرارت دهی و رساندن ماده به دمای مطلوب، توسط انتقال یا تابش جسمی تیره از المنت های گرمادهنده صورت میگیرد درنتیجه اغلب حین کنترل سیستم، احتراقی رخ نمیدهد و همین امر سبب میشود تا کنترل بیشتر بر هم دمایی باشد. درنتیجه گرمایش یکنواخت تر، بازده بیشتر و سریع تر خواهد بود .
کاربردها: چگالش در دماهای پایینتر، گرمایش سریع در لایههای درونی، بهبود خصوصیات ریزساختاری، چسب گازها بدون ایجاد ترک.
ابتدا کوره را در جای مناسب که هوا به خوبی گردش میکند و دست کم 5 سانتی متر بالا از سطح زمین قرار دهید.
دستگاه را روشن کرده و پس از چند لحظه وارد فضای برنامه دهی شده و علامت TMP نشان داده میشود. با استفاده از کلیدهای A و v دمای موردنظر را تنظیم کرده و درنهایت SET را فشار میدهیم تا دما ذخیره شود سپس در بخش TIM زمان مورد نیاز بریا قرآیند را وارد کرده و مجدد SET را فشار میدهیم. در این حالت، دستگاه شروع به فعالیت میکند.
نکته :
تیتراسیون یکی از فرآیندهای بسیار معروف در علم شیمی و علوم آزمایشگاهی است. در مقاله پیش رو به معرفی این فرآینده و کاربردهای آن در شیمی و علوم آزمایشگاهی خواهیم پرداخت. فرآیند تیتراسیون، تیتر کردن یا تیترامتری نیز نامیده می شود. این فرآیند برای تعیین غلظت یک محلول مجهول با روش های مختلف آزمایشگاهی است. […]
مواد شیمیایی موجود در انواع شامپوها شامپوها یکی از پرکاربردترین محصولات بهداشتی هستند که در انواع مختلفی ساخته می شوند. دلیل این همه تنوع و گوناگونی به جهت تفاوت خواص این محصولات روی مو می باشد. موضوع اصلی این است شما باید بدانید که فرمولاسیون ساخت شامپو چیست و حاوی چه موادی است. به این […]
نمک فسفات بافری(PBS) یک محلول بافری است که به طور معمول در تحقیقات زیستی مورد استفاده قرار میگیرد. این یک محلول نمکی شامل سدیم کلرید، سدیم فسفات و در برخی فرمول ها، پتاسیم کلرید و پتاسیم فسفات است. این بافر کمک میکند تا pH ثابت نگه داشته شود. معمولا غلظت یون و مواد درون آن […]
نقره از روزگار قدیم به عنوان ماده ای برای ضد عفونی کردن زخم ها و سطوح مورد استفاده قرار می گرفته است. بعدها با ظهور نانوفناوری اثرات ضد باکتری نانوذرات نقره روز به روز بیشتر مورد توجه قرار گرفته که نتیجه آن تولید انواع محصولات ضد عفونی کننده و پانسمانی بر پایه این ذرات بوده […]