O que é uma estufa de laboratório
Uma estufa de laboratório mantém uma câmara a uma temperatura acima da ambiente pelo tempo que um procedimento exigir: secar uma amostra até massa constante, curar um revestimento, condicionar um material ou manter vidraria e instrumentos mornos e secos. É um equipamento deliberadamente sem nenhum charme, e quase todo o resto do laboratório pode ser comprometido por uma estufa que não mantém as suas condições de forma uniforme ou na qual não se pode confiar para repetir o que ela fez na semana passada.
A distinção que mais importa é a entre estufa e forno. A estufa trabalha na faixa em que os materiais comuns são estáveis e em que a câmara vazia é aquecida por elementos de resistência, com o ar deslocado por um ventilador ou por empuxo. O forno chega às temperaturas para as quais se exigem cadinhos e cerâmica e em que a própria câmara precisa ser refratária. As estufas também se distinguem das incubadoras, que mantêm temperaturas em torno da ambiente ou abaixo dela e costumam ser especificadas para trabalho biológico, e não para eliminar água.
Dentro da família das estufas, a escolha que decide quase tudo é a convecção. A estufa de gravidade depende da ascensão natural do ar aquecido para distribuir o calor pela câmara, o que é silencioso, suave e uniforme, mas de recuperação lenta depois que a porta é aberta e mais lenta ainda para levar uma carga úmida até a temperatura. A estufa de ar forçado acrescenta um ventilador, e é o ar em movimento que transforma uma temperatura declarada em uma uniformidade declarada e em um tempo de recuperação declarado.
Como uma estufa de laboratório mede
A câmara é aquecida por elementos e regulada a partir de um sensor, e o laço de controle mantém o sensor no valor de ajuste. É tudo o que um display de temperatura informa. O que ele não informa é o que a temperatura está fazendo em qualquer outro ponto da câmara, e a diferença entre as duas coisas é o motivo pelo qual a uniformidade é especificada separadamente da exatidão: um controlador pode manter o próprio sensor a uma fração de grau enquanto um canto da prateleira roda vários graus longe dele.
É a convecção forçada que fecha essa lacuna. O ar em movimento leva calor para dentro da carga e em direção às paredes mais depressa do que o ar parado, e um caminho de circulação projetado mantém cada prateleira na mesma corrente, em vez de deixar o topo e o fundo da câmara se estratificarem. O custo é que o ventilador pode perturbar pós leves e que o fluxo de ar é uma peça mecânica a manter, razão pela qual estufas bem construídas oferecem circulação ajustável ou desativável.
Remover água é a outra metade do trabalho, e é um problema de energia, e não de temperatura. A água precisa absorver uma grande quantidade de calor para evaporar, de modo que uma câmara carregada com vidraria úmida cai abaixo do seu valor de ajuste e ali permanece até a água se ir, e a energia que entra na mudança de fase é calor que nunca chega ao ar. O tempo de recuperação após a abertura da porta e a capacidade do controlador de manter o valor de ajuste sob uma carga úmida são, portanto, os números que descrevem uma estufa de secagem em serviço.
Opções de configuração
Grande parte da especificação é definida por essas decisões, e não pela classe de exatidão. Cada uma restringe a seguinte, e por isso elas são resolvidas em ordem.
| Configuração | Opções a definir | O que isso decide de fato |
| Convecção | Gravidade, ou ar forçado com ventilador de circulação | Se a câmara pode atender a uma uniformidade declarada, com que rapidez ela se recupera depois da abertura da porta e se uma carga com pós leves seria perturbada por um ventilador. |
| Volume da câmara | O volume interno de trabalho e a proporção dele que uma prateleira carregada deixa de fato livre | Quanto pode ser processado em um lote e se o ar ainda consegue circular em torno da carga. Uma câmara cheia até a capacidade não mantém a sua uniformidade. |
| Faixa de temperatura e proteção acima do ajuste | A faixa de trabalho e se um corte independente protege a carga | Se a tarefa é secagem, condicionamento ou uma cura a temperatura mais alta, e o que acontece com a carga se o controlador falha com os elementos ligados. |
| Material da câmara | Interior revestido ou galvanizado, ou aço inoxidável | Resistência às amostras e à limpeza. Um interior corroído perde o acabamento, retém contaminação e fica impossível de validar. |
| Prateleiras e carga | O número de prateleiras, as posições de espaçamento e a carga nominal de cada uma | Quanto pode ser carregado e com que liberdade o ar circula entre as prateleiras. Uma prateleira carregada acima da carga nominal também é um problema de uniformidade. |
| Controle e temporização | Um controlador digital com temporizador e se há um programa ou uma rampa disponível | Se um procedimento pode ser escrito como um conjunto de condições ou precisa ser supervisionado, que é a diferença entre um método repetível e o julgamento do operador. |
| Porta, vedação e ventilação | O isolamento, a vedação da porta, uma janela de inspeção e uma entrada e uma saída de ar ajustáveis | A recuperação depois da abertura da porta, a perda de calor para a sala e se a umidade eliminada por uma carga úmida consegue sair da câmara. |
A escolha da convecção e o volume ocupado pela carga vêm antes da faixa de temperatura, porque definem a uniformidade e a recuperação de que a câmara é capaz em qualquer temperatura.
Como escolher uma estufa de laboratório
| Decisão | O que define isso | O que perguntar |
|---|
| A tarefa | Secagem, esterilização por calor seco, cura ou condicionamento | Tarefas diferentes carregam a câmara de modos diferentes, e a que importa para a especificação é sempre a carga mais pesada, e não a mais leve. |
| A especificação a atender | Um método escrito com condições e tolerâncias declaradas, ou um requisito genérico de manter as coisas mornas e secas | Um método escrito fixa a uniformidade, o tempo de recuperação e a documentação; qualquer coisa menos exigente é uma avaliação sobre o trabalho. |
| Quanta água a carga carrega | Alguns gramas sobre uma superfície, ou quilogramas de vidraria | Remover água é a carga dominante sobre a câmara, e isso decide se uma estufa de gravidade consegue manter o valor de ajuste. |
| A uniformidade que o trabalho exige | Uma tolerância em toda a câmara, ou apenas um valor de ajuste | Quando várias amostras são secas ao mesmo tempo, a comparação entre elas vale tanto quanto a uniformidade do espaço em que ficaram. |
| O material e a química | Somente água, ou solventes, ácidos e sais que atacam o interior | Isso seleciona o material do interior e o arranjo de ventilação, e é uma questão de segurança tanto quanto de durabilidade. |
| Produtividade e tamanho do lote | Uma amostra de cada vez, ou um suporte que preenche a câmara | Volume e área de prateleira juntos definem o lote, e carregar a câmara até o limite não é o mesmo que usar a sua capacidade. |
| O que precisa ser registrado | O valor de ajuste, ou um perfil documentado do lote | Um laboratório regulamentado ou acreditado costuma precisar mostrar o que a carga experimentou, e não a quanto o controlador foi ajustado. |
Se algum desses pontos ainda estiver em aberto, envie o que já souber. Um orçamento pode ser emitido a partir de uma descrição da tarefa e refinado quando as lacunas forem preenchidas.
As alternativas mais próximas
Estes são os tipos em que uma consulta sobre uma estufa de laboratório normalmente se resolve, e o ponto em que a escolha realmente se decide.
| Alternativa mais próxima | Diferença em relação a estufa de laboratório |
| Fornos de laboratório | Alcançam as temperaturas em que a própria amostra é queimada ou fundida, e são construídos com materiais refratários e uma câmara feita para ser levada a essas temperaturas em ciclos. A estufa é o instrumento para a faixa em que o material sobrevive sem alteração. |
| Incubadoras de laboratório | Mantêm uma temperatura em torno da ambiente ou abaixo dela e são especificadas para amostras biológicas, em que se quer uma sala morna, e não uma câmara quente. Uma estufa de secagem destrói justamente a amostra que a incubadora existe para manter viva. |
| Banhos termostáticos | Transferem calor através de um líquido, de modo que a amostra fica imersa em um meio que mantém a temperatura com rigor e que não pode ser ultrapassado. Onde a amostra pode ser imersa, um banho costuma ser a opção mais uniforme; onde não pode, a estufa é a única. |
| Refratômetros | Medem uma propriedade da amostra em vez de condicioná-la, e nada têm em comum além de ambos ficarem no mesmo laboratório. São citados aqui apenas porque uma etapa de secagem costuma anteceder a medição. |
| Equipamentos de laboratório | A denominação geral para itens de laboratório que dão apoio em vez de medir, e da qual a estufa é um caso. Onde existe um requisito específico de câmara, ele é especificado como estufa, e não sob a denominação geral. |
A fronteira que vale definir primeiro é se a amostra deve ser alterada pelo calor ou apenas mantida em temperatura, porque é isso que separa a estufa do forno e da incubadora.
O que incluir na solicitação
A primeira resposta pode ser um orçamento, e não um conjunto de perguntas, se a consulta trouxer esses dados. Quando um valor não for conhecido, envie a descrição da função e confirmaremos o que ela implica.
- A tarefa: secagem, condicionamento, cura ou trabalho com calor seco, e o método, se houver um especificado
- A faixa de temperatura exigida e se uma tolerância em toda a câmara está declarada
- A carga mais pesada e quanta água ou solvente ela carrega
- O volume de câmara necessário para um lote, incluindo o espaço livre por onde o ar precisa circular
- O material do interior e se há amostras corrosivas envolvidas
- Convecção por gravidade ou forçada, e se um ventilador perturbaria a carga
- O requisito de prateleiras, incluindo quantidade, espaçamento e carga nominal
- Os recursos exigidos do controlador, incluindo temporizador, perfil e corte independente por excesso de temperatura
- Quantidade, porta de destino e data de entrega exigida
