Che cos'è una stufa da laboratorio
Una stufa da laboratorio mantiene una camera a una temperatura superiore all'ambiente per tutto il tempo che una procedura richiede: essiccare un campione fino a massa costante, indurire un rivestimento, condizionare un materiale, oppure tenere vetreria e strumenti caldi e asciutti. È uno strumento senza prestigio, e quasi ogni altro risultato del laboratorio può essere compromesso da una stufa che non distribuisce le proprie condizioni in modo uniforme o che non ripete ciò che ha fatto la settimana prima.
La distinzione che conta di più è quella tra stufa e forno. La stufa lavora nell'intervallo in cui i materiali ordinari sono stabili: la camera vuota è riscaldata da resistenze e il calore è movimentato da un ventilatore o dal solo tiraggio naturale. Il forno arriva alle temperature alle quali servono crogioli e ceramiche, e la camera stessa deve essere refrattaria. Le stufe si distinguono inoltre dagli incubatori, che stazionano intorno alla temperatura ambiente o al di sotto e sono specificati per il lavoro biologico, non per eliminare l'acqua.
Dentro la famiglia delle stufe, la scelta che decide quasi tutto è il modo in cui l'aria circola. Una stufa a gravità conta sulla salita naturale dell'aria riscaldata per distribuire il calore nella camera: è silenziosa, delicata e uniforme, ma recupera lentamente dopo l'apertura dello sportello e più lentamente ancora porta a temperatura un carico bagnato. Una stufa a ventilazione forzata aggiunge un ventilatore, ed è l'aria in movimento a trasformare una temperatura dichiarata in una uniformità dichiarata e in un tempo di recupero dichiarato.
Come misura una stufa da laboratorio
La camera è riscaldata da resistenze e regolata a partire da un sensore, e il ciclo di regolazione tiene quel sensore al valore impostato. È tutto ciò che la visualizzazione di temperatura dice. Non dice cosa fa la temperatura in qualunque altro punto della camera, e la differenza tra le due cose è il motivo per cui l'uniformità è specificata a parte rispetto all'accuratezza: un regolatore può tenere il proprio sensore a una frazione di grado mentre un angolo del ripiano resta distante alcuni gradi.
La convezione forzata è ciò che chiude quello scarto. L'aria in movimento porta il calore dentro il carico e verso le pareti più rapidamente dell'aria ferma, e un percorso di circolazione progettato mantiene ogni ripiano nella stessa corrente invece di lasciare che la camera si stratifichi tra alto e basso. Il costo è che il ventilatore può sollevare le polveri leggere e che il flusso d'aria è una parte meccanica da manutenere: per questo le stufe ben costruite offrono una circolazione regolabile o disinseribile.
Eliminare l'acqua è l'altra metà del lavoro, ed è un problema di energia più che di temperatura. Per evaporare l'acqua deve assorbire una grande quantità di calore, quindi una camera carica di vetreria bagnata scende sotto il valore impostato e vi resta finché l'acqua non è scomparsa, e l'energia che va nel cambiamento di stato è calore che non arriva mai all'aria. Il tempo di recupero dopo l'apertura dello sportello, e la capacità del regolatore di tenere il valore impostato sotto un carico bagnato, sono quindi i numeri che descrivono una stufa di essiccazione al lavoro.
Opzioni di configurazione
La maggior parte della specifica è definita da queste decisioni e non dalla classe di accuratezza. Ognuna vincola la successiva, ed è per questo che si chiariscono in ordine.
| Configurazione | Opzioni da definire | Cosa decide davvero |
| Convezione | A gravità, oppure a ventilazione forzata con un ventilatore di circolazione | Se la camera può soddisfare una uniformità dichiarata, quanto in fretta recupera dopo l'apertura dello sportello e se un ventilatore darebbe disturbo a un carico di polveri leggere. |
| Volume della camera | Il volume utile interno e la quota che i ripiani caricati lasciano davvero libera | Quanto si può lavorare in un singolo lotto e se l'aria può ancora circolare intorno al carico. Una camera riempita fino all'orlo non mantiene la propria uniformità. |
| Intervallo di temperatura e protezione da sovratemperatura | La banda di lavoro e se un limitatore indipendente protegge il carico | Se il compito è essiccare, condizionare o indurire a temperatura più alta, e cosa succede al carico quando il regolatore si guasta con le resistenze inserite. |
| Materiale della camera | Interno verniciato o zincato, oppure acciaio inossidabile | Resistenza ai campioni e alla pulizia. Un interno corroso perde la finitura, trattiene contaminazione e diventa non più validabile. |
| Ripiani e carico | Numero dei ripiani, posizioni di interponimento e portata dichiarata di ciascuno | Quanto si può caricare e con quanta libertà l'aria circola tra i ripiani. Un ripiano caricato oltre la propria portata è anche un problema di uniformità. |
| Regolazione e temporizzazione | Un regolatore digitale con temporizzatore, e se è disponibile un programma o una rampa | Se una procedura può essere scritta come un insieme di condizioni o deve essere supervisionata, che è la differenza tra un metodo ripetibile e il giudizio dell'operatore. |
| Sportello, tenute e ventilazione | Isolamento, guarnizione dello sportello, oblò di osservazione, e un ingresso d'aria e uno scarico regolabili | Il recupero dopo l'apertura dello sportello, la dispersione di calore nell'ambiente e se l'umidità liberata da un carico bagnato può uscire dalla camera. |
La scelta della convezione e il volume occupato dal carico si decidono prima dell'intervallo di temperatura, perché sono loro a fissare l'uniformità e il recupero che la camera può offrire a qualsiasi temperatura.
Come scegliere una stufa da laboratorio
| Decisione | Cosa la determina | Cosa chiedere |
|---|
| Il compito | Essiccazione, sterilizzazione a calore secco, indurimento o condizionamento | Compiti diversi caricano la camera in modi diversi, e quello che conta per la specifica è sempre il carico più pesante, non il più leggero. |
| La specifica da rispettare | Un metodo scritto con condizioni e tolleranze dichiarate, oppure una richiesta generica di tenere le cose calde e asciutte | Un metodo scritto fissa l'uniformità, il tempo di recupero e la documentazione; tutto ciò che è meno esigente è una valutazione sul lavoro. |
| Quanta acqua porta il carico | Pochi grammi su una superficie, o chilogrammi di vetreria | Eliminare l'acqua è il carico dominante sulla camera, ed è ciò che decide se una stufa a gravità può tenere il valore impostato. |
| L'uniformità che il lavoro richiede | Una tolleranza estesa alla camera, o soltanto un valore impostato | Quando più campioni sono essiccati insieme, il confronto tra loro vale quanto l'uniformità dello spazio in cui sono stati posti. |
| Il materiale e la chimica | Soltanto acqua, oppure solventi, acidi e sali che attaccano l'interno | Questa scelta determina il materiale dell'interno e il tipo di ventilazione, ed è una questione di sicurezza oltre che di durata. |
| Produttività e dimensione del lotto | Un campione alla volta, o un supporto che riempie la camera | Volume e superficie dei ripiani fissano insieme il lotto, e caricare la camera fino al limite non equivale a usarne la capacità. |
| Cosa va registrato | Il valore impostato, o un profilo documentato per il lotto | Un laboratorio soggetto a regolamentazione o ad accreditamento di solito deve mostrare cosa il carico ha davvero subito, non a quanto era impostato il regolatore. |
Se qualcuno di questi punti è ancora aperto, invii quanto è già noto. Un preventivo può essere emesso sulla base della descrizione dell'applicazione e precisato quando i punti in sospeso saranno chiariti.
Le alternative più vicine
Questi sono i tipi in cui una richiesta per una stufa da laboratorio si risolve di solito, e il punto in cui la scelta si decide davvero.
| Alternativa più vicina | Cosa la distingue da una stufa da laboratorio |
| Forni da laboratorio | Raggiungono le temperature alle quali il campione stesso viene bruciato o fuso, e sono costruiti con materiali refrattari in una camera fatta per essere cicliata fino a quei valori. La stufa è lo strumento per l'intervallo in cui il materiale sopravvive senza cambiare. |
| Incubatori da laboratorio | Mantengono una temperatura intorno a quella ambiente o inferiore e sono specificati per i campioni biologici, dove si vuole una stanza tiepida e non una camera calda. Una stufa di essiccazione distrugge il campione che un incubatore esiste per tenere in vita. |
| Bagni termostatici | Trasmettono il calore attraverso un liquido, quindi il campione è immerso in un mezzo che tiene la temperatura in modo stretto e non può superarla. Dove il campione può essere immerso, il bagno è spesso l'opzione più uniforme; dove non può, la stufa è l'unica disponibile. |
| Rifrattometri | Misurano una proprietà del campione invece di condizionarlo, e non hanno nulla in comune se non il fatto di stare nello stesso laboratorio. Sono citati qui soltanto perché spesso un'essiccazione precede la misura. |
| Attrezzature da laboratorio | L'intestazione generale degli oggetti di laboratorio che supportano il lavoro invece di misurarlo, di cui una stufa è un esempio. Quando esiste un requisito di camera specifico, questo va specificato come stufa e non sotto la voce generale. |
Il confine da fissare per primo è se il campione deve essere trasformato dal calore o soltanto mantenuto a temperatura, perché è questo a separare una stufa da un forno e da un incubatore.
Cosa includere nella richiesta
La prima risposta può essere un preventivo anziché una serie di domande, se la richiesta le contiene. Dove un valore non è noto, invii la descrizione del compito di misura e confermeremo ciò che implica.
- Il compito: essiccazione, condizionamento, indurimento o lavoro a calore secco, e il metodo se ne esiste uno
- L'intervallo di temperatura richiesto e se è dichiarata una tolleranza estesa alla camera
- Il carico più pesante e quanta acqua o solvente porta con sé
- Il volume di camera necessario per un lotto, incluso lo spazio libero che resta all'aria per circolare
- Il materiale dell'interno e se sono coinvolti campioni corrosivi
- Convezione a gravità o forzata, e se un ventilatore darebbe disturbo al carico
- Il requisito dei ripiani, inclusi numero, interponimento e portata dichiarata
- Le funzioni del regolatore richieste, inclusi temporizzatore, profilo e un limitatore indipendente di sovratemperatura
- Quantità, porto di destinazione e data di consegna richiesta
