الدليل النهائي لأفران الفراغ

يوفر الفرن الفراغي قدرات تجفيف فعالة لضمان سلامة المواد الحساسة. سواء كنت باحثًا ذو خبرة أو مبتدئًا، فإن فهم العوامل الأساسية التي يجب مراعاتها سوف يرشدك إلى اتخاذ قرار مستنير.

تعتبر أفران التفريغ إحدى الأدوات التي يجب توفرها في المختبر، ولها استخدامات متنوعة، بما في ذلك التجفيف والتعقيم والتليين. إنه بلا شك استثمار مربح للغاية للمختبر. تعرف على المزيد حول

الاستخدامات والفوائد والاعتبارات عند اختيار فرن الفراغ.

ما هو فرن الفراغ

الفرن الفراغي هو جهاز يعمل على تسريع عملية تجفيف الأشياء باستخدام الفراغ والحرارة. أثناء عملية التجفيف، يتم ملء الفرن الفراغي بالغازات الخاملة مثل الهيليوم والنيتروجين حتى لا تتأكسد المحتويات. علاوة على ذلك، يتم تقليل الضغط داخل الحجرة أثناء عملية التجفيف، مما يتيح لفرن التجفيف الفراغي إزالة الرطوبة من المحتويات عند درجة حرارة منخفضة.

بعض ميزات الفرن الفراغي هي كما يلي:

1. تقليل الرطوبة والأكسجين في الغرفة لتحسين كفاءة التجفيف

2. خفض درجة غليان المذيب، وبالتالي خفض درجة حرارة التسخين.

3. الغرفة مليئة بالغاز الخامل، مما يقلل بشكل كبير من أكسدة المحتويات ومناسب جدًا لمعالجة المواد القابلة للاشتعال والانفجار

4. يمكن تفريغ الرطوبة من خلال منفذ العادم، مما يسرع عملية التجفيف

طرق التجفيف بفرن تجفيف اللقاح

مبدأ التجفيف هو تحويل الماء السائل إلى أبخرة ثم نقل الأبخرة إلى الخارج لتحقيق التجفيف.

1. التسخين: هذه إحدى طرق التجفيف الأكثر شيوعًا، حيث يتم تبخير الماء الموجود داخل الجسم عن طريق تسخينه. يتم تحفيز الماء بسرعة إلى بخار عند 100 درجة مئوية.

2. التجفيف بالهواء: عندما يكون من المستحيل تسخينه إلى درجة حرارة معينة، يمكن الاستفادة من التجفيف بالهواء. يؤثر جفاف الهواء على تأثير التجفيف. وهو يعمل على مبدأ أنه عندما لا تكون هناك حرارة كافية، تنخفض درجة غليان الماء بسبب تغيرات الضغط. ستتسبب عملية تبخر الماء في تسخين المحتويات، وكلما زاد الفرق في درجة الحرارة بين الهواء وسطح المادة المجففة، زادت سرعة التجفيف.

3. التجفيف بالفراغ: إذا لم تتمكن الطريقتان المذكورتان أعلاه من تلبية احتياجات التجفيف الخاصة بك، فيمكنك اختيار التجفيف بالفراغ.

عند التجفيف بالفراغ، يجب أن تبقى درجة حرارة سطح الجسم المراد تجفيفه قريبة. إذا كانت درجة الحرارة مرتفعة جدًا، فقد يتلف الجسم؛ وإذا كان منخفضًا جدًا، فلن يتمكن من تحويل الماء إلى بخار ماء.

تضيف أفران التجفيف بالفراغ المزيد من الحرارة، وتزيل الأبخرة بسرعة. وفي الوقت نفسه، يتم إدخال الهواء ليتدفق في الاتجاه الصحيح للحفاظ على درجة الحرارة أثناء التجفيف. يخلق التجفيف بالفراغ بيئة منخفضة الضغط ثم يزيل بسرعة بخار الماء الزائد من سطح المادة. هذه هي واحدة من أسرع طرق التجفيف المتاحة.

ما هي أفران الفراغ المستخدمة ل

ما هي الوظائف الأخرى التي تعرفها عن أفران الفراغ؟ في الواقع، إلى جانب التجفيف، يمكنك أيضًا استخدامه لإزالة الرطوبة، ومضادات الأكسدة، والتليين، وما إلى ذلك. يعد تعدد استخدامات الفرن الفراغي أحد أهم الأسباب التي تجعله أداة مختبرية لا بد منها. فيما يلي بعض الوظائف الأكثر شيوعًا للفرن الفراغي:

تجفيف:

يعد التجفيف وإزالة الرطوبة من وظائفها الرئيسية، والتي تستخدم عادة للأشياء الحساسة لدرجة الحرارة أو الهشة. خاصة بالنسبة للأجسام المسامية، يعمل التجفيف بالهواء على إزالة الرطوبة من المسام. عملية إزالة الرطوبة في الفرن الفراغي لطيفة للغاية ولا يحتمل أن تلحق الضرر بالمنتج.

يكون ضغط الهواء داخل الحجرة منخفضًا لإزالة الرطوبة عند درجات الحرارة المنخفضة. وهذا مناسب جدًا للرقائق الدقيقة أو الأجهزة الطبية. بشكل عام، يتم تجفيف هذه الأجزاء بالفراغ بعد الإنتاج.

التنفيس/الخبز

وهذه ميزة يجب أن يعرفها الكثير من الناس. تلعب وظيفة العادم للفرن الفراغي دورًا حيويًا في إزالة البقايا الكيميائية أو الرطوبة من الأجزاء. يحتوي معيار ASTM E595 المشترك على متطلبات قياسية لتفريغ الغاز بالفراغ.

يستخدم الخبز زيادة درجة الحرارة داخل الفرن الفراغي لتبخير المواد الكيميائية من الجسم. يسمح استخدام الفرن الفراغي بإزالة المواد الكيميائية بشكل أكثر أمانًا وفعالية.

منع الأكسدة

يستخدم فرن التجفيف الفراغي بشكل شائع في صناعة الأدوية لمنع أكسدة الأدوية. يمكنه منع أكسدة المنتج وتقشيره وتآكله بسرعة وفعالية وضمان جودته.

بالمقارنة مع الأنواع الأخرى من أفران المختبرات، تسمح أفران التجفيف الفراغي بتحكم أفضل في تقدم التجفيف في الغرفة وتعديل أكثر سهولة للمتغيرات في عملية التجفيف.

الصلب

يستخدم التلدين درجات حرارة عالية لتغيير الخصائص الكيميائية والفيزيائية للمواد، مثل صلابتها ومرونتها.

أفران الفراغ مثالية لتليين المواد. لا يمنع فقط إزالة الكربنة وأكسدة السطح، ولكن سطح المادة الملدنة نظيف ولا يحتاج إلى تنظيف.

تطبيق فرن فراغ

المعدات الطبية

قد تتساءل لماذا يجب وضع المعدات الطبية في فرن مفرغ من الهواء. الغرض الأساسي هو تعقيمه. بعض المعدات الطبية حساسة للغاية وتحتاج إلى تعقيمها عند استخدامها. يمكن للأفران الفراغية إزالة البكتيريا والفطريات ومسببات الأمراض وما إلى ذلك التي تلتصق بالأدوات. كما أنها لا تلحق الضرر بالمواد الحساسة للحرارة. يوصي العديد من الخبراء باختيار أفران التجفيف الفراغي لتعقيم المعدات الطبية.

المنتجات الالكترونية

وهذا قد يجعل المزيد من الناس يتساءلون، هل تحتاج المنتجات الإلكترونية أيضًا إلى التعقيم بواسطة أفران التفريغ؟ لا، تُستخدم أفران التفريغ في الإلكترونيات لإزالة الرطوبة من الأجزاء الدقيقة أو مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور. نعلم جميعًا أن الرطوبة تعمل على تسريع تآكل الأجزاء المعدنية، مما قد يؤدي إلى تلفها. يمكن لمكونات إزالة الرطوبة بعد الإنتاج أن تطيل عمر خدمة التفاصيل بشكل فعال. وبالنسبة للساعات والهواتف المحمولة وما إلى ذلك، التي تسقط أو تدخل في الماء، يمكنك استخدام فرن التجفيف الهوائي لمعالجة التجفيف السريع.

تصنيع الفضاء الجوي

نعم، تُستخدم أفران التفريغ أيضًا في صناعة الطيران، حيث يجب حفظ العديد من أجزاء الأقمار الصناعية في الفراغ لضمان عملها بشكل صحيح. ولهذا السبب نختار استخدام أفران التفريغ الكبيرة لاختبارها بعد اكتمال الإنتاج. تلعب هذه الخطوة دورًا حاسمًا في التشغيل العادي للمعدات في المستقبل.

صناعة المواد الغذائية

تستخدم صناعة المواد الغذائية أفران التفريغ لإزالة الرطوبة من المنتجات الغذائية لإطالة عمرها الافتراضي. ويمكن أيضًا تعقيمها وتدخينها، مما يساعد على تحسين مدة صلاحية الطعام وطعمه.

الاستفادة من فرن فراغ المختبر

يتمتع فرن الفراغ المعملي بالعديد من المزايا، والتي نذكرها بإيجاز فيما يلي:

1. نقطة غليان منخفضة، مناسبة لتجفيف المواد الحساسة لدرجة الحرارة أو غير المناسبة.

2. يمكن إكمال عملية التجفيف في وقت قصير، مما يحسن الكفاءة.

3. يمكن أن تجفف الجزيئات أو المواد المسحوقة ولن يتم تفجيرها

4. لا يتم إنتاج أي مواد ضارة أثناء عملية التجفيف

5. مبدأ التشغيل أكثر كفاءة في استخدام الطاقة

6. لا يوجد انفجار حراري

كيف يعمل فرن الفراغ

قبل أن نفهم كيفية عمل فرن الفراغ المعملي، دعونا أولاً نفهم المكونات الأساسية للفرن الفراغي:

1. جهاز التحكم بالفراغ: الدور الرئيسي هو التحكم في الضغط في الغرفة بشكل أكثر ثباتًا ودقة، وتجنب التغيير المفاجئ في تدفق الهواء.

2. المكثفات: تعمل على إعادة تدوير البخار أو الغازات الضارة المتولدة أثناء التجفيف بشكل فعال. يمنع البخار من إعادة الدخول إلى مضخة التفريغ أو جهاز التحكم.

3. مضخة التفريغ: باعتبارها الجزء الأساسي من فرن التفريغ، فإن الدور الرئيسي لمضخة التفريغ هو استخلاص الغاز داخل الفرن، وبالتالي خلق بيئة مفرغة. مبدأ العمل الرئيسي هو خفض درجة غليان المادة عن طريق خفض الضغط بحيث يمكن للسائل أن يتبخر عند درجة حرارة أقل. وهي تعمل على مبدأ استخدام الفراغ لتقليل الضغط داخل الحجرة إلى أكثر من ضغط بخار السائل، وبالتالي السماح للسائل بالغليان.

يمكنك تشغيل الفرن الفراغي باتباع الخطوات التالية:

1. ابدأ تشغيل مضخة التفريغ لضخ الهواء في التجويف

2. عندما يتم تقليل الضغط إلى مستوى معين، قم بإيقاف تشغيل مضخة التفريغ.

3. قم بتسخين الفرن هوائيًا لرفع درجة الحرارة في الحجرة إلى نقطة غليان السائل

4. عندما تصل درجة الحرارة ووقت التسخين إلى درجة معينة، أغلق المدفأة

5. قم بتشغيل مضخة فراغ لإعادة حقن الهواء في الفرن

6. قم بإزالة العنصر بعد التبريد

كيف يختار فرن فراغ

فرن الفراغ له العديد من الاستخدامات، مثل الحضانة والتجفيف والتعقيم. إذا كنت ترغب في اختيار فرن فراغ مناسب، يمكنك استخدام النقاط التالية كمعايير الاختيار.

درجة حرارة

تأكد من أن الفرن الفراغي يمكنه الوصول إلى أعلى درجة حرارة تحتاجها. الشائعة هي +10~200°C، +10~250°C، وبعضها الخاص يمكن أن يصل إلى 350°C. اختر درجة الحرارة المناسبة حسب احتياجاتك قبل الشراء. قم بإجراء اختبار درجة الحرارة قبل الاستخدام للتأكد من أنه يمكن أن يعمل بشكل أكثر دقة وبشكل متساوٍ. (يؤثر تجانس درجة الحرارة بشكل كبير على نتائج الاختبار الداخلي، لذا تأكد من تناسق درجة الحرارة داخل الحجرة قبل الشراء).

الحمل الحراري

يضمن الحمل الحراري الجيد بالجاذبية الحفاظ على دوران جيد للهواء في الغرفة. بالاشتراك مع المروحة، من الممكن توزيع الهواء بشكل فعال في حجرة التفريغ من أجل تسخين متساوي.

مقاس

يحدد حجم الغرفة الحد الأقصى لحجم الجسم المراد تجفيفه في أي وقت. بالنسبة للبائعين الذين يحتاجون إلى تجفيف الأشياء الكبيرة، من المهم معرفة حجم حجرة الفرن الفراغي قبل الشراء.

الجهد االكهربى

قبل الشراء، تأكد من أن سعة مصدر الطاقة وتكوينه يتوافقان مع معايير المختبر الخاص بك.

وقت التعافي

إن فتح باب الفرن بشكل متكرر أثناء الاستخدام يضع عبئًا إضافيًا على عملية التجفيف ويتطلب تعويضًا عن فقدان الحرارة. الفكرة هي أن يستعيد الفرن الفراغي درجة حرارته بسرعة. إذا كانت مواصفاتك أو متطلباتك التجريبية تتطلب درجة عالية من الدقة أو الاتساق في درجة الحرارة، فمن المهم توفير وقت قصير للتعافي من نتائجك.

مواد

إذا كانت ميزانية الشراء الخاصة بك منخفضة، فإن الفرن الفراغي المصنوع من مادة مجلفنة يكون اقتصاديًا. كما أن أجهزة التحكم وعناصر التسخين وأجهزة تنظيم الحرارة تحتاج إلى العمل بشكل متكرر، لذا حاول اختيار الجودة العالية قبل الشراء للحصول على عمر خدمة أطول.

كثافة العملياتcom.eligent

تأتي العديد من أفران التفريغ مزودة بميزات التشخيص والمعايرة والتسجيل التلقائية، مما يضمن أن تكون تجاربك أكثر دقة.

التعليمات

ما حجم فرن الفراغ الذي أحتاجه؟

يعد هذا أحد عوامل الاختيار المهمة عند اختيار الفرن المفرغ، فكيف أختار؟ ويمكن اعتباره من النقاط التالية:

حجم العينة: يعتبر النظر في حجم العينة التي سيتم وضعها في كل مرة هو المعيار المرجعي الأكثر أهمية لاختيار الفرن الفراغي. إذا كان شكل العينة غير منتظم، فأنت بحاجة إلى تقدير الحجم الأقصى. يوصى أيضًا بشراء فرن فراغي أكبر بمقدار 1.5 مرة من احتياجاتك لأول مرة.

مساحة التنسيب: قم بتقييم الحد الأقصى للمساحة التي يمكن حجزها في مختبرك. تأكد من أنه يمكنك وضع الفرن الفراغي بأمان في مكان ما.

الميزانية: أفران التفريغ المعملية ذات السعة الأعلى تكون أكثر تكلفة بشكل عام. قم بتقييم ميزانيتك وموازنتها مع احتياجاتك.

ما هو نطاق درجة الحرارة الذي يحتاج الفرن الفراغي إلى الحفاظ عليه

تتراوح درجة حرارة أفران التفريغ المعملية بين 10-200/250 درجة مئوية.

نطاق درجة الحرارة المنخفضة: 20 درجة مئوية - 100 درجة مئوية (للمواد الحساسة لدرجة الحرارة)

نطاق درجة الحرارة المتوسطة: 10 درجة مئوية - 150 درجة مئوية (لمعظم تطبيقات التجفيف)

نطاق درجة الحرارة العالية: 10 درجة مئوية - 200 درجة مئوية (للمواد التي تتطلب درجات حرارة عالية لتحقيق النتائج المرجوة)

درجة حرارة عالية جدًا: 10 درجة مئوية - 250 درجة مئوية (خاصة ببعض الصناعات والتطبيقات)

كيفية اختيار درجة الفراغ لفرن التجفيف بالفراغ؟

يعتمد مستوى الفراغ الذي يحتاج فرن التجفيف الفراغي إلى تحقيقه على المادة المراد تجفيفها والمتطلبات المحددة لعملية التجفيف. كما ذكرنا سابقًا، يمكن أن تحتوي أفران التجفيف الفراغي على نطاقات مختلفة لضغط الفراغ، والتي يتم قياسها عادةً بالملليبار (mbar) أو torr. يعتمد مستوى الفراغ المناسب على عوامل مثل نقطة غليان المذيب أو محتوى الرطوبة في المادة. سيختلف ضغط الفراغ المحدد اعتمادًا على المادة المراد تجفيفها وظروف التجفيف المطلوبة.

في العديد من التطبيقات المختبرية والصناعية، يمكن لأفران التجفيف الفراغي تحقيق ضغوط فراغية في النطاقات التالية:

1. فراغ منخفض: 200 إلى 400 مليبار (مليبار) أو 150 إلى 300 تور.

2. فراغ متوسط: 10 إلى 100 مليبار (مليبار) أو 10 إلى 75 تور.

3. فراغ عالي: 0.1 إلى 10 ملي بار أو 0.1 إلى 7.5 تور.

ما هي أنواع المواد التي يمكن تجفيفها في فرن التجفيف الفراغي؟

1. المواد الحساسة للحرارة: الكائنات الحية الدقيقة والفواكه والإنزيمات والخضروات والمضادات الحيوية وغيرها من المواد الحساسة التي تكون حساسة لدرجة الحرارة وقد تتحلل أو تفقد فعاليتها تحت درجات الحرارة المرتفعة.

2. المسحوق: يمكن لفرن الفراغ أن يجفف الحبيبات أو المساحيق بشكل فعال، وتبقى العناصر سليمة بعد اكتمال التجفيف

3. المواد القابلة للاشتعال والانفجار: فقط أفران التفريغ المعملية المعتمدة للحماية من الانفجارات، وفقًا لمعايير ATEX أو IECEx أو Hazloc، يمكنها التعامل مع المواد القابلة للاشتعال والمتفجرة.

4. المذيبات العضوية: تمنع المذيبات العضوية بشكل فعال من التبخر أثناء التجفيف.

5. المستحضرات الصيدلانية: يمكن إزالة المحتوى المائي للأدوية التي تحتوي على مكونات صيدلانية فعالة (APIs) باستخدام فرن فراغي لضمان سلامتها.

6. أكواب القياس: تحتاج أكواب القياس في المختبر إلى أن تكون أسطحها جافة تمامًا، مما له تأثير بالغ الأهمية على دقة النتائج ودقتها.

7. المكونات الإلكترونية: لإزالة الماء ومنع الضرر المحتمل أثناء المعالجة الإضافية أو التجميع.

8. الطعام: تستخدم أفران التجفيف الفراغي لتجفيف الفواكه والخضروات والأعشاب والمنتجات الغذائية الأخرى مع الحفاظ على لونها ونكهتها وعناصرها الغذائية.

9. المواد الكيميائية: مجموعة واسعة من المواد الكيميائية والكواشف والمخاليط الكيميائية.

ليست كل المواد مناسبة للتجفيف بالتفريغ، خاصة تلك التي قد تتفاعل تحت ضغط منخفض أو تتطلب ظروف تجفيف محددة لا يمكن تحقيقها في بيئة مفرغة. يجب التحقق من توافق المادة مع التجفيف بالفراغ مسبقًا قبل التجفيف.