Виды и назначение лабораторной бани
Лабораторная баня — это разновидность приборов, применяемых для нагревания образцов различного рода материалов и веществ. Данное оборудование обычно применяется в нефтехимической и газовой промышленности, медицине, ветеринарии и множества других сфер.
Корпус лабораторной бани изготавливается, как правило, из нержавеющей стали, т.к. этот материал является прочным и надежным, гарантирует длительный срок эксплуатации, а также защищает от коррозии.
Принцип действия устройства заключается в следующем. С помощью элемента нагрева происходит повышение температуры воды или песка. При этом, происходит подогрев веществ, находящихся в колбах, пробирках, стаканах или выпарительных чашках, до необходимой температуры, после чего начинает происходить реакция.
Все разновидности лабораторных бань предназначены для проведения различных фармацевтических, химических или биологических исследований, при которых происходит нагревание образцов различных материалов и веществ до температуры, которая может подниматься до 100 0С в лабораторных условиях. На практике обычно применяются два вида лабораторных бань:
Водяные бани позволяют обеспечить постоянное поддержание температурного режима. Наличие микропроцессора в управлении делает их наиболее удобным для нагрева образцов в химических сосудах.
Песчаная баня представляет собой прямоугольный железный ящик, внутри которого находятся два термоэлектрических нагревательных элемента. Температура устанавливается в зависимости от условий проводимого анализа. Заполняется такая баня кварцевым песком.
Масляная баня используется для выпаривания, высушивания, нагревания, экстракции и многих других операций с целью термической обработки проб.
В зависимости от типа проводимого исследования, в исследовательских лабораториях могут находиться несколько устройств для нагрева, что позволит выполнить более углубленный и качественный анализ вещества.
Данное оборудование позволяет обеспечить равномерное прогревание посуды, в которой содержится образец для испытаний. Все модели бань снабжены механизмом переключения температурных режимов нагреваемых веществ.
Описываемые устройства нашли широкое применение в научно — исследовательских и экспериментальных лабораториях во всем мире. На сегодняшний день найти и выбрать подходящий вид бани можно и в интернете. В отличие от иных нагревательных устройств, баня может обеспечить равномерный прогрев абсолютно всех слоев исследуемого вещества одновременно.
6.1. Бани. Часть 1
Бани в зависимости от теплоносителя делят на жидкостные, жидкосолевые, жидкометаллические, воздушные, паровые, песочные и криптоловые. Бани применяют для нагрева стеклянных и фарфоровых сосудов, когда требуется создать вокруг надеваемого объекта более или менее равномерное температурное поле и избежать использования открытого пламени и раскаленной электрической спирали.
Рис. 110. Жидкостные бани: многоместная (а), одноместная (б) и пробирочная (в). Переносной (г) и пробирочный (д) регуляторы уровня
Жидкостные бани (рис. 110) бывают одно- и многоместными, как правило, с закрытым электрическим обогревом, с автоматическим регулированием уровня жидкости. Все многоместные жидкостные бани снабжают уровнемером 5 (рис. 110, а).
В водяную баню можно превратить любой химический стакан (рис. 110, б, в). В устройстве типа в пробирки держатся в стакане на подставке с отверстиями.
Кроме воды в жидкостных банях применяют водные растворы некоторых солей, обладающих высокой теплопроводностью и позволяющих поддерживать в бане температуру от 105 до 140 °С (табл. 20).
В качестве кипящей жидкости помимо водных растворов солей применяют смесь 400 г 85%-го раствора Н3РО4 и 100 г твердого (НРО3)4. Такая смесь остается прозрачной и устойчивой при нагревании до 250 °С. Однако водные растворы солей и фосфорных кислот вызывают сильную коррозию металлических бань; кроме того, при охлаждении бань наблюдается кристаллизация солей на стенках и крышке. Поэтому бани для солевых Растворов готовят либо из нержавеющей стали, либо из титана. Некоторые фирмы выпускают бани, изготовленные из фарфора с внутренними кварцевыми электронагревателями.
Теплоносителем жидкостных бань может быть глицерин в Температурном интервале от 60 до 180 °С. При температуре выше 200 °С глицерин начинает дымить и разлагаться с образовавшем акролеина, вызывающего слезотечение и кашель.
Бани с парафиновым (вазелиновым) маслом можно нагревать только до температуры 150 °С. При длительном их использовании наблюдается осмоление, жидкость приобретает желто-коричневый цвет, становится вязкой, а при 200 °С начинает сильно дымить.
Для области температур от 100 до 250 °С широкое применение нашли масляные бани, в которых жидкостью’ являются высококипящие продукты перегонки нефти, например масло цилиндровое 52 («Вапор») или менее вязкое масло цилиндровое 24 («Вискозин»), температура воспламенения которых близка к 300 СС. Масло при контакте с воздухом начинает темнеть только выше 360 «С, и скорость его окисления с одновременным увеличением вязкости растет с дальнейшим повышением температуры. Одновременно возрастает и возможность внезапного воспламенения. В часто используемой масляной бане масло необходимо менять не реже одного раза в месяц.
Более устойчивым к нагреванию, чем минеральные масла, является трикрезилфосфат (СН3С6Н40)3Р, представляющий собой смесь изомеров с температурой кипения равной 191 °С при 14,7 Па и 235 °С при 933 Па. При атмосферном давлении трикрезилфосфат кипит около 410 °С с разложением. Он безопасен в пожарном отношении и может быть нагрет до 300 °С без заметного изменения свойств и цвета, но пары его ядовиты.
Баню заполняют маслом до 1/2 объема, так как при нагревании масло расширяется и его избыток может перелиться через край и воспламениться. В масляных банях нужно непрерывно контролировать температуру. Постоянной температуры масло не имеет, и перегрев его также может вызвать воспламенение. При нагревании в масло не должны попадать вода и другие низкокипяшие жидкости. Уже от нескольких капель воды масло вспенивается и разбрызгивается.
Масляные бани следует использовать в вытяжном шкафу: пар масла вреден и имеет неприятный запах. Рядом с масляной баней всегда пало держать асбестовую ткань. Иногда при длительном нагреваний с предельно допустимой температурой масло в бане вспыхивает.
Чтобы погасить огонь, баню накрывают асбестовой тканью. Ни воду, ни песок для тушения горящего масла применять нельзя.
Уровень нагреваемого вещества в сосуде, помещенном в массную баню, должен совпадать с уровнем масла. При удалении сосуда из горячей бани его сначала держат над фарфоровой чашкой, чтобы масло могло стечь с его стенок, а затем кусочком фильтровальной бумаги снимают остатки масла и погружают для удаления последних масляных следов в ССl4.
Нагрев до температуры выше 350 °С практически не выдерживает ни одна жидкость в качестве теплоносителя. Поэтому для таких температур применяют бани с расплавами солей (жидкосолевые бани) и с расплавами металлов и их сплавов (жидкометаллические бани).
Смеси из нитритов и нитратов калия и натрия использовать для жидкосолевых бань не рекомендуют из-за опасности мгновенного воспламенения и взрыва при перегревании и попадании органических веществ.
Жидкометаллические бани применяют в тех случаях, когда требуется постоянство высокой температуры и нагревание небольших сосудов. Высокая теплопроводность жидких металлов и их сплавов позволяет автоматически регулировать температуру в зоне нагрева сосуда с точностью ±0,01 °С без какого-либо перевешивания расплава.
Баня лабораторная. Ее конструкция и принцип работы.
Работа любой производственной или исследовательской лаборатории не обходится без использования соответствующего оборудования. Множество химических реакций происходит с выделением или поглощением теплоты, поэтому для проведения испытаний необходимо поддерживать температуру на должном уровне. Некоторые методы анализов исключают применение печей или сушильных шкафов для нагревания, так как температура в них изменяется по нарастающей.
Как поддерживать уровень нагрева на постоянном уровне ниже точки кипения раствора?
Менее десяти лет назад, растворы, которые необходимо было медленно нагреть до температуры немного ниже кипения, применяли обычные плиты с асбестовыми листами. Но с выходом новых требований к безопасности на рабочем месте, данные конструкции запретили использовать. Можно для медленного нагрева применять плиту с противнем заполненным песком, но в таких условиях сложно достичь постоянной температуры, причем песок нагревается до температуры выше 100°С, поэтому раствор может закипеть. Поэтому испытания, требующие высокой точности, и нагрева ниже 100°С, проводят с использованием лабораторных водяных бань. Данное лабораторное оборудование и приборы поддерживают постоянный нагрев без температурных скачков за счет циркуляции рабочей жидкости (воды).
Лабораторная водяная баня представляет собой аппарат, который состоит из:
— крышкой и штативом (некоторые модели).
Преимущества бань лабораторных ЛОИП.
Основное требование, которое предъявляется к лабораторной водяной бане – минимальные отклонения от заданной температуры, и одинаковое ее значение во всем объеме теплоносителя (воды). Это связано с тем, что некоторые вещества реагируют друг с другом в узком температурном интервале, и любая погрешность в нагреве приведет к тому, что часть веществ не вступит в реакцию. Соответственно результаты испытания нельзя считать истинными. Лабораторное оборудование и приборы, которые способны поддерживать постоянный температурный уровень, являются аппараты марки LOIP. Баня лабораторная LOIP оснащена специальным дисплеем, на котором устанавливается значение температуры рабочей жидкости (воды). Соответственно колбы с реактивами будут нагреваться до такой же температуры. Не нужно постоянно контролировать уровень нагрева, это сделает специальный задатчик и регулятор.
Лабораторное оборудование LOIP имеет специальную конструкцию, которая производит нагрев по всему объему жидкости одновременно и равномерно. Этому способствуют нагреватели, которые установлены не только на дне аппарата, но и на стенках. Оптимальное отклонение уровня температуры ±0,5°С. Такой разбег, относительно среднего значения, приемлем практически в любых исследовательских и испытательных центрах. Лабораторное оборудование оснащено системой аварийного отключения в случае перегрева, поэтому испытания не придется проводить заново.
Верхняя крышка бани LOIP снимается, что позволяет поместить в термостат много стаканов (колб) с испытуемыми жидкостями, но в этом случае верхний слой воды будет отдавать тепло в окружающую среду. Это несущественно если жидкости в колбах мало. Если проб немного можно установить панель с отверстиями для посуды, которая рассчитана на 4-6 колб (стаканов). Отверстия для емкостей снабжены крышками, поэтому реакция нагреваемого веществ с составляющими воздуха невозможна. Крышки защищают жидкость в стаканах от попадания пыли, что очень важно в условиях коксохимического производства и аглофабрики.
Внешняя и внутренняя часть корпуса изготовлена из специальной нержавеющей маркой стали, которая инертна к испарению кислот и щелочей. Баня лабораторная ЛОИП имеет компактные размеры, поэтому может располагаться даже в небольших помещениях.
Если в процессе нагрева необходимо титровать или нейтрализовать растворы, то следует приобрести лабораторную водяную баню со специальными штативами, на которых можно закрепить бюретки. Следует помнить, что испытания с испарением кислот и щелочей необходимо проводить под вытяжкой. Поэтому для работы с агрессивными жидкостями необходимо заранее установить водяную баню в вытяжной шкаф.
Лабораторное оборудование и приборы фирмы ЛОИП производятся в Санкт-Петербурге, поэтому стоит оно гораздо дешевле иностранных аналогов. Данный завод имеет свое представительство в Белоруссии, поэтому возможно приобретение аппаратов ЛОИП на территории этого государства. Данный завод-изготовитель предлагает не только высококачественное лабораторное оборудование и приборы, но и послегарантийное обслуживание, которое проводится опытными инженерами. Все аппараты тщательно проверяются на заводе, поэтому получение нерабочего прибора сводится к нулю. В ассортименте компании ЛОИП несколько видов водяных бань, которые отличаются конструкцией и объемами рабочей ванной.
Назначение бань лабораторных:
— поддержание постоянной температуры;
— экстракция и медленное выпаривание;
— медленный нагрев до определенной температуры;
— поддержание среды для образования малорастворимых осадков.
Сферы использования лабораторных водяных бань:
— медицина (для выращивания флоры в биоматериалах);
— исследовательские лаборатории (для поддержания постоянной вязкости нефтепродуктов при проведении испытаний);
— производственные испытательные центры (для определения хлоридов при определении общей серы в твердом топливе);
— при определении качественных показателей пищевых продуктов (кислотность хлеба, качество молока и кисломолочных продуктов).
Ссылка на страницу:
Добавить в блог »
| Подписка | ||||||
 | ||||||
| ||||||
Вы просматриваете полную версию новости.