Come utilizzare le attrezzature di riscaldamento indispensabili in laboratorio?

Il riscaldamento è uno dei compiti essenziali in ogni esperimento. Ci sono vari tipi di apparecchiature di riscaldamento in laboratorio, come forni elettrici, piastre riscaldanti elettriche, manicotti riscaldanti, ecc. Tuttavia, puoi usare così tante apparecchiature di riscaldamento? Oggi, Xiaoxi si concentrerà sull'introduzione della struttura, delle prestazioni, dei metodi di utilizzo e delle precauzioni di ogni dispositivo a tutti. Se non lo prendi presto, per favore fallo.

forno elettrico

I forni elettrici, come le lampade a gas, sono comunemente usati come apparecchiature di riscaldamento nei laboratori. Un forno elettrico genera calore principalmente facendo passare corrente attraverso un filo di resistenza (comunemente noto come filo di lega di nichel-cromo), che è comunemente chiamato filo di forno elettrico.

Esiste un altro tipo di forno elettrico che può regolare diversi valori di calore, comunemente noto come "forno elettrico universale". Il suo aspetto è mostrato nella Figura 1. La piastra del forno si trova sopra e c'è un interruttore unipolare multiposizione installato sotto la piastra del forno. Ci sono diversi punti di contatto sull'interruttore e una resistenza aggiuntiva è installata tra ogni due punti di contatto. La resistenza aggiuntiva è coperta da più tubi di ceramica per evitare cortocircuiti o lesioni da dispersione elettrica causate dal contatto reciproco e dal contatto con la calotta del forno. Ruotando la piastra metallica scorrevole per modificare le dimensioni della resistenza aggiuntiva collegata in serie con il filo del forno, l'intensità di corrente che passa attraverso il filo del forno può essere regolata per raggiungere lo scopo di regolare la generazione di calore del forno elettrico. Il circuito del forno elettrico universale è mostrato nella Figura 2.

 

 

Figura 1 Forno elettrico universale

Quando la piastra scorrevole metallica 2 è al punto di spegnimento 3, il circuito non è collegato e la fornace elettrica è in posizione chiusa. Quando la lamiera gira per contattare il punto 4, tutti i resistori aggiuntivi sono collegati in serie con il filo della fornace. In questo momento, la resistenza totale è la più alta e la corrente che passa è la più bassa, quindi il filo della fornace rilascia il minimo calore. Quando la lamiera gira per contattare il punto 5, la resistenza aggiuntiva diminuisce della metà, l'intensità di corrente è moderata e anche il calore rilasciato dalla fornace elettrica è moderato. Quando la lamiera gira per contattare il punto 8, la resistenza aggiuntiva è zero, l'intensità di corrente raggiunge il suo massimo e anche il calore rilasciato dalla fornace elettrica è massimo.

Se non è presente un forno elettrico universale nel laboratorio, è possibile collegare anche un normale forno elettrico a un autotrasformatore con una potenza equivalente o superiore. La regolazione della tensione di uscita consente modifiche arbitrarie nell'intensità di corrente e nella capacità di riscaldamento del forno elettrico, rendendolo più conveniente di un forno elettrico universale.

 

Figura 2 Schema del circuito del forno elettrico universale

1- Manopola di controllo della temperatura; 2- Piastra scorrevole in metallo; 3- Punto di interruzione di corrente; 4- Morsettiera (anche punto di contatto del pezzo scorrevole in metallo); 5- Morsettiera del punto medio; 6- Resistenza aggiuntiva; 7- Filo del forno elettrico; 8- Punti di contatto

Piastra riscaldante elettrica e manicotto riscaldante elettrico

Una piastra riscaldante elettrica è in realtà un forno elettrico chiuso, solitamente di forma rettangolare o circolare, con temperatura regolabile. La piastra può ospitare più oggetti riscaldanti contemporaneamente e non c'è fiamma libera. La piastra riscaldante elettrica è un'apparecchiatura di digestione convenzionale riconosciuta e accettata dai laboratori nazionali negli ultimi 10 anni. La piastra riscaldante elettrica ha un buon controllo della temperatura, un'elevata stabilità e una forte sicurezza, che possono aiutare notevolmente il personale sperimentale a risolvere alcuni dei problemi affrontati dalla digestione del forno elettrico. Tuttavia, le piastre riscaldanti elettriche presentano anche alcuni svantaggi: elevato consumo di energia, basso utilizzo di energia termica, piccola area di riscaldamento effettiva, elaborazione limitata del campione e scarsa uniformità dei risultati sperimentali.

Il manicotto riscaldante elettrico è un'attrezzatura specializzata per riscaldare palloni a fondo tondo per la distillazione. Il guscio è realizzato in una forma emisferica e l'interno è composto da fili riscaldanti elettrici, materiali isolanti e materiali isolanti. Un manicotto riscaldante elettrico adatto viene selezionato in base alle dimensioni del pallone e spesso viene collegato un regolatore di tensione automatico per regolare la temperatura richiesta.

Precauzioni per l'uso di forni elettrici, piastre riscaldanti elettriche e manicotti riscaldanti elettrici

(1) La tensione di alimentazione deve corrispondere alla tensione specificata dal forno elettrico, dalla piastra riscaldante elettrica e dal manicotto riscaldante elettrico stesso.

(2) Quando il contenitore riscaldante è costituito da prodotti in vetro o metallo, è necessario posizionare una rete di amianto sul forno elettrico per evitare che un riscaldamento non uniforme provochi la rottura del vetro e che il contenitore metallico tocchi il filo del forno elettrico, causando cortocircuiti e incidenti con scosse elettriche.

(3) Il tempo di funzionamento continuo dei forni elettrici, delle piastre riscaldanti elettriche e dei manicotti riscaldanti elettrici non deve essere troppo lungo per evitare di comprometterne la durata utile.

(4) La scanalatura del forno elettrico deve essere tenuta pulita regolarmente e i materiali bruciati e bruciati devono essere rimossi tempestivamente (l'alimentazione deve essere interrotta durante la rimozione) per mantenere una buona conduttività del filo del forno. Evitare che schizzi di liquido all'interno del forno elettrico e del manicotto riscaldante causino perdite o ne compromettano la durata.

Forno digestivo

Il forno di digestione adotta un metodo di riscaldamento elettrico di tipo a pozzo, che consente al campione di ottenere un migliore effetto termico quando riscaldato nel forno di riscaldamento elettrico di tipo a pozzo, riduce il tempo di digestione e digestione del campione e quindi migliora la velocità di rilevamento della determinazione del contenuto di materia organica come le proteine. L'elemento riscaldante (modulo) adotta un tubo al quarzo a infrarossi, che è resistente ad acidi e alcali forti, antideflagrante, lunga durata e conforme agli standard CE. La caratteristica è che il tratto digerente ha un'ampia area di riscaldamento, una piccola differenza di temperatura, una buona consistenza nella digestione del campione, un'elevata efficienza termica ed è favorevole alla digestione del campione. Il controllo della temperatura adotta un regolatore di temperatura digitale, con controllo della temperatura accurato e riscaldamento rapido. Allo stesso tempo, i gas nocivi come SO2 che traboccano dal tubo di digestione vengono scaricati nella fognatura attraverso il tubo di raccolta delle acque reflue sul forno di digestione tramite una pompa di filtrazione, sopprimendo efficacemente la fuoriuscita di gas nocivi.

 

Schema del forno di digestione

Fasi di digestione dei campioni

Pesare 0.3-1g del campione che è stato frantumato e passato attraverso 40-60 mesh/pollice e posizionarlo intatto in un tubo di digestione lavato e asciugato. Aggiungere acqua, catalizzatore e 10 mL di acido solforico.

1. Posizionare i tubi digestivi nei fori di ogni rack di digestione, quindi posizionarli sul digestore e posizionare su di essi i tubi di scarico con anelli sigillati.

2. Aprire il raccordo di aspirazione per far entrare l'acqua (acqua del rubinetto), in modo che il raccordo di aspirazione sia in stato di aspirazione.

3. Ricollegare l'alimentazione, accendere i rispettivi interruttori di controllo, ruotare i potenziometri e regolare la tensione indicata a 220 V per una rapida digestione.

4. Nella fase iniziale della digestione, occorre prestare attenzione all'osservazione per evitare che il campione schizzi a causa del rapido riscaldamento (metodo di sollievo: può essere spento per 5 minuti quando la digestione raggiunge gli schizzi e poi riacceso per continuare il riscaldamento).

5. Dopo la digestione, il tubo digerente, il tubo fognario e l'intero rimorchio vengono spostati sul rack di raffreddamento per il raffreddamento. Attenzione: durante il processo di raffreddamento, il tubo fognario deve essere mantenuto in uno stato di aspirazione (non mettere il tubo di digestione in acqua per il raffreddamento).

6. Impedire la fuoriuscita dei gas di scarico.

7. Dopo aver utilizzato lo strumento, compilare i registri di utilizzo e manutenzione.

Manutenzione e mantenimento del forno di digestione

1. La temperatura di riscaldamento del forno di digestione non deve superare i 500 gradi per evitare danni allo strumento.

2. Quando si verificano fenomeni anomali durante l'uso del forno di digestione, l'alimentazione deve essere interrotta tempestivamente per verificare la causa del malfunzionamento.

3. Senza la presenza di un tecnico di manutenzione professionista, non è consentito smontare il forno di digestione senza autorizzazione.

4. La manutenzione e la riparazione del forno di digestione richiedono la compilazione di un registro.

Forno a muffola

Noto anche come forno elettrico ad alta temperatura, è comunemente utilizzato nelle analisi di pesatura, come la combustione di precipitati e la misurazione del contenuto di ceneri.

Il forno a muffola con struttura a filo termico può funzionare a una temperatura massima di 950 gradi e può essere utilizzato fino a 1000 gradi in un breve periodo di tempo. L'elemento riscaldante del forno a muffola in barre di carbonio al silicio è la barra di carbonio al silicio all'interno del forno, con una temperatura di esercizio massima di 1350 gradi e una temperatura di lavoro comunemente utilizzata di 1300 gradi. Il forno a muffola può essere suddiviso in due tipi in base ai requisiti di utilizzo: riscaldamento a temperatura fissa e riscaldamento a temperatura programmata.

La fornace del forno a muffola è realizzata in composito di ossido di silicio resistente alle alte temperature, non espandibile e non fessurabile. C'è una scanalatura vuota tra le pareti interna ed esterna della fornace, e i fili della fornace sono infilati nella scanalatura vuota. Ci sono fili della fornace tutt'intorno alla fornace, come mostrato nella figura. Quindi, dopo essere stata accesa, l'intera fornace viene riscaldata uniformemente e genera alte temperature.

 

Forma della fornace

Forno a muffola con barre di carbonio al silicio, con barre di carbonio al silicio con elemento riscaldante (solitamente dotate di termocoppie in platino platino rodio) distribuite su entrambi i lati del forno. I forni a muffola con filo di resistenza sono generalmente dotati di termocoppie in nichel cromo nichel alluminio.

La periferia del forno a muffola in barre di carbonio al silicio è ricoperta di mattoni refrattari, terreno refrattario, pannelli di amianto, ecc. per ridurre la perdita di calore. Il guscio è avvolto con una struttura e una lamiera di ferro con angolare in ferro e la porta del forno è realizzata in mattoni refrattari. Un piccolo foro è aperto al centro e un foglio di mica trasparente è incorporato per osservare l'aumento di temperatura all'interno del forno. Quando il forno è rosso scuro, è di circa 600 gradi; Quando raggiunge un rosso pesca intenso, è di circa 800 gradi; Quando è rosso pesca chiaro, è di circa 1000 gradi.

Istruzioni per l'uso del forno a muffola

Il controllo della temperatura all'interno della fornace è attualmente comunemente ottenuto tramite regolatori di temperatura. Il regolatore di temperatura è costituito principalmente da un millivoltmetro e un relè, collegati a una termocoppia corrispondente per il controllo della temperatura, e il suo cablaggio è mostrato nella figura.

La termocoppia è installata in un tubo di ceramica e si estende nella fornace attraverso il piccolo foro al centro della parte posteriore della fornace a muffola. Le termocoppie generano potenziali diversi con diverse temperature della fornace e l'entità del potenziale viene visualizzata direttamente sull'intestazione del controller utilizzando i valori di temperatura. Quando l'indicatore che indica la temperatura (indicatore superiore) sale lentamente e incontra l'indicatore della temperatura di controllo pre-regolata (indicatore inferiore), il relè agisce immediatamente per interrompere il circuito e interrompere il riscaldamento. Quando la temperatura scende e gli indicatori superiore e inferiore si separano, il relè ricollega il circuito e la fornace elettrica continua a riscaldarsi. Ripetendo queste azioni ripetutamente, è possibile ottenere il controllo automatico della temperatura. In genere, prima di bruciare, spostare l'indicatore di controllo della temperatura nella posizione di temperatura predeterminata e calcolare il tempo di combustione dal momento in cui raggiunge la temperatura predeterminata.

 

Schema elettrico del regolatore di temperatura

Il principio di funzionamento di una termocoppia è quello di collegare due fili di metalli diversi per formare un circuito chiuso. Un contatto è riscaldato mentre l'altro contatto è in uno stato non riscaldato (punto freddo). A causa delle diverse concentrazioni e velocità degli elettroni nei diversi metalli, si verifica la diffusione degli elettroni. Nel circuito chiuso, viene generata corrente, con conseguente differenza di temperatura della forza elettromotrice. Il circuito formato collegando questi due metalli diversi è chiamato termocoppia. Collegare un millivoltmetro a entrambe le estremità della termocoppia per misurare l'entità della differenza di temperatura della forza elettromotrice. Maggiore è la differenza di temperatura tra i punti freddi e caldi, maggiori sono i millivolt. La scala sul millivoltmetro è divisa in valori di temperatura corrispondenti in base alle caratteristiche della termocoppia utilizzata e il valore della temperatura può essere letto direttamente.

Precauzioni per l'uso del forno a muffola

1. Il forno a muffola deve essere posizionato su una piattaforma di cemento stabile. Inserire l'asta della termocoppia nel forno attraverso il piccolo foro dietro il forno a muffola e collegare il filo dedicato della termocoppia al terminale del regolatore di temperatura. Fare attenzione a non collegare i terminali positivo e negativo in modo errato per evitare danni al puntatore della temperatura dovuti alla direzione inversa.

2. Identificare la tensione di alimentazione richiesta per la fornace elettrica, configurare spine, prese e fusibili con potenza appropriata e collegare il filo di terra per evitare pericoli. Per un funzionamento più sicuro, stendere un panno di gomma spesso sul pavimento davanti alla fornace.

3. Dopo che la combustione è completa, l'interruttore elettrico deve essere abbassato per primo per interrompere l'alimentazione. Ma la porta della fornace non deve essere aperta immediatamente per evitare improvvise crepe a freddo della fornace. In genere, si può aprire prima una piccola fessura per consentire un raffreddamento più rapido e, infine, si può usare una pinza per crogiolo a manico lungo per rimuovere l'oggetto bruciato.

4. Quando si utilizza il forno a muffola, è importante prestare attenzione frequente per prevenire incidenti come la rottura del filo del forno elettrico causata da un guasto dell'autocontrollo. Non utilizzare il forno a muffola quando non c'è nessuno in servizio di notte.

5. Mantenere la fornace pulita ed evitare di accatastare materiali infiammabili ed esplosivi attorno ad essa.

6. Quando il forno a muffola non è in uso, l'alimentazione elettrica deve essere interrotta e la porta del forno deve essere chiusa per evitare che il materiale refrattario venga corroso dall'umidità.

Bagno d'acqua (olio) elettrico a temperatura costante

Un bagno di acqua (olio) elettrico a temperatura costante è spesso utilizzato per l'evaporazione e il riscaldamento a temperatura costante, e ha pori singoli e pori multipli. Comunemente utilizzato per l'evaporazione e il riscaldamento a temperatura costante, ci sono tipi a poro singolo e porosi.

Le pentole elettriche per bagnomaria a temperatura costante adottano generalmente una struttura di tipo lavandino. Diviso in strati interni ed esterni, lo strato interno è costituito da piastre di alluminio o acciaio inossidabile per il rivestimento interno. Il fondo della cistifellea è dotato di un tubo di riscaldamento elettrico e di una staffa. Un tubo di riscaldamento elettrico è un tubo di rame che contiene fili di forni elettrici ed è avvolto in materiale isolante, con fili collegati al regolatore di temperatura. Il guscio esterno è costituito da una sottile piastra di acciaio e materiali isolanti come l'amianto sono riempiti tra il guscio esterno e il rivestimento interno. Tutti i componenti elettrici del regolatore di temperatura sono installati nella scatola elettrica sul lato destro del bagnomaria e il tubo di rilevamento della temperatura trasportato dal regolatore è inserito nel contenitore interno. Display di superficie e pannello operativo della scatola elettrica. C'è una valvola di scarico sul lato inferiore sinistro della pentola per bagnomaria.

 

Pentola elettrica per bagnomaria a temperatura costante

Il bagnomaria è riscaldato tramite riscaldamento elettrico. La tensione di alimentazione è 220 V. L'intervallo di temperatura costante del bagnomaria è di 37-100 gradi (3 gradi in più rispetto alla temperatura ambiente), con una differenza di temperatura di ± 1 grado. La struttura di un bagno d'olio e di un bagno d'acqua è simile, tranne per il fatto che il mezzo riscaldante viene cambiato da acqua a olio. Il bagno d'olio a temperatura costante è ampiamente utilizzato in laboratorio ed è un'attrezzatura essenziale a temperatura costante ad alta temperatura. Utilizza un tubo di riscaldamento ad alta temperatura per riscaldare l'olio di trasferimento di calore e quindi controlla con precisione la temperatura tramite uno strumento di controllo della temperatura di precisione. L'olio utilizzato nel bagno d'olio deve essere determinato in base alla temperatura e ai requisiti sperimentali.

La glicerina è usata per le basse temperature, l'olio di semi di cotone è usato per le alte temperature. Generalmente, l'olio comunemente usato nei bagni d'olio a temperatura costante è l'olio NO 1. Olio NO 2. Olio d'oliva, olio di semi di cotone, olio di paraffina, olio di sesamo, olio motore, olio per trasformatori. Il punto di infiammabilità dell'olio d'oliva, dell'olio di semi di cotone e dell'olio di sesamo in questi oli è di circa 300 gradi. Pertanto, se è necessario un test ad alta temperatura, si consiglia di utilizzare questi tipi di oli. Altrimenti, quando viene raggiunto il punto di accensione dell'olio, sarà molto pericoloso.

Utilizzo e precauzioni

1. Utilizzo del bagnomaria

(1) Chiudere la valvola di scarico e iniettare acqua pulita (preferibilmente acqua pura) nel bagno d'acqua fino a una profondità adeguata, generalmente non superiore ai due terzi della capacità del bagno d'acqua.

(2) Collegare la spina di alimentazione alla presa e installare un filo di terra nel foro spesso della presa.

(3) Accendere l'interruttore di alimentazione e accendere l'alimentazione. Regolare il pulsante di controllo della temperatura sulla temperatura impostata.

(4) Quando l'indice di temperatura del filo del forno sale alla temperatura controllata dopo il riscaldamento, la luce rossa si spegne e poi la luce rossa si spegne continuamente, indicando che il regolatore di temperatura costante è in funzione.

2. Utilizzo del bagno d'olio

(1) Quando si utilizza un bagno d'olio, è necessario aggiungere prima l'olio nella pentola, quindi collegare l'alimentazione, visualizzare la temperatura effettiva misurata sul misuratore di controllo digitale della temperatura e regolare l'interruttore della manopola.

(2) Allo stesso tempo, osservare la lettura del valore di temperatura desiderato. Quando la temperatura impostata supera la temperatura dell'olio, la spia di riscaldamento si accenderà, indicando che il riscaldatore ha iniziato a funzionare.

(3) Quando la temperatura dell'olio raggiunge la temperatura desiderata, la spia della temperatura costante si accenderà e la spia del riscaldamento si spegnerà.

(4) Si noti che l'olio nella pentola non deve causare la fuoriuscita del tubo di riscaldamento elettrico dalla superficie dell'olio, per evitare di bruciare il tubo di riscaldamento elettrico e causare perdite.

3. Precauzioni per le pentole per bagnomaria

(1) Ricordarsi di mantenere il livello dell'acqua non più basso del tubo di riscaldamento elettrico, altrimenti brucerà immediatamente il tubo di riscaldamento elettrico.

(2) L'interno della scatola di controllo non deve essere umido per evitare perdite elettriche e danni al controller.

(3) Prestare sempre attenzione a eventuali perdite nel serbatoio dell'acqua durante l'uso.

Oltre ai normali bagni d'acqua elettrici a temperatura costante, esistono anche alcuni bagni d'acqua sperimentali di precisione a temperatura super costante che utilizzano pompe di circolazione elettriche per l'agitazione e hanno un buon sistema di controllo automatico della temperatura, con una fluttuazione della temperatura costante di ± 0.05 gradi.

4. Precauzioni per le pentole a bagno d'olio

(1) Quando si inietta liquido nel bagno d'olio, il livello del liquido deve essere controllato per evitare un eccessivo traboccamento. In estate, c'è una grande differenza di temperatura tra l'interno e l'esterno. Quando la temperatura sperimentale raggiunge i 300 gradi, il livello del liquido deve essere controllato a circa l'80% del volume.

(2) Vietare l'uso di oli altamente infiammabili e volatili, e l'olio utilizzato dovrebbe essere determinato in base alla temperatura e ai requisiti sperimentali. Utilizzare glicerolo per basse temperature e olio di semi di cotone per alte temperature.

(3) I vasi a bagno d'olio non devono essere utilizzati in aree con scarsa ventilazione e devono essere tenuti lontani da fonti di fuoco e aree soggette a scintille per prevenire incendi.

(4) È vietato bruciare senza olio, poiché potrebbe causare perdite elettriche, incendi e danneggiare il tubo riscaldante. È vietato operare con le mani bagnate in aree con umidità eccessiva, poiché sussiste il rischio di perdite elettriche e scosse elettriche. L'alimentatore deve utilizzare una spina di messa a terra.