Оборудование

Сушильный шкаф лабораторный – от 60-х до наших дней

Сушильный шкаф был с середины 20-го века и останется на ближайшие годы основным оборудованием для оснащения лабораторий при определении влажности термогравиметрическим методом, стандартным, ГОСТовским способом, основанным на простейшем физическом законе — ускорении испарении влаги при нагревании.

Для определения массовой доли растворенных в жидкости веществ – например соли или сахара, достаточно выпарить раствор в лабораторной таре до образования сухого остатка на дне посуды.
Термогравиметрический метод определения влажности
И путем взвешивания на лабораторных весах, точно определить удельное содержание продукта.

С измерением влажности зерна, древесины, сыпучих веществ, пищевых, в частности кондитерских изделий, и еще десятков видов органических продуктов дело обстоит иначе.

Необходимо провести анализ влажности, без изменения физико-химических свойств образцов
Проще говоря, исследуемые пробы не должны нагреваться сверх меры, чтобы не было обугливания, не началось необратимые процессы термического разрушения, испарения прочих летучих веществ, кроме молекул воды – например масла, содержащего в сое или подсолнечнике, что может исказить итоговый результат.
В связи с этим остро стоит вопрос выбора нагревательного лабораторного оборудования (сушильного шкафа), отвечающего следующим критериям.

Дискретное регулирование температуры, желательно с интервалом в 1 градус.
Широкий диапазон измерение температуры.
Загрузка одновременно нескольких образцов.
Защита сотрудников лаборатории от термического воздействия (ожоги) и электробезопасность.
Соответствие сушильного лабораторного шкафа действующим стандартам.
Простота в обслуживании.
Контроль основных параметров в режиме онлайн по индикаторам (цифровым, стрелочным, жидкостным).
Надежность в эксплуатации: увеличенное время между ремонтами, долгий срок службы, расширенная гарантия.
Минимальное занимаемое место на лабораторном столе.
Широкий перечень исследуемых материалов.
Сушильная печь

Самая простейшая сушильная печь для извлечения влаги представляет собой единственную камеру с закрывающейся дверцей и устройством нагрева (открытым пламенем, электрическим, инфракрасным, галогеновым или другим).

Однако данная конструкция не отвечает требованиям времени и нуждается в ряде дополнительных устройств: термометр для измерения температуры, система отвода испаренной влаги (вентиляция или вытяжка), ручной или автоматический регулятор температуры нагрева.

Кроме того, необходимо решить важнейшие задачи, связанные с равномерным и полным излечением влаги
Рассмотрим на примере измерение влажности зерна:

образец должен быть размолотым (гомогенизированным);
необходимо обеспечить одинаковый фракционный состав;
равномерно разместить пробу в бюксе, помещаемую в загрузочную камеру.
Сушильные электрические шкафы – ключевой элемент в цепочке оборудования для определения влажности зерна при оснащении зерновой лаборатории еще по одной причине.

По данным лабораторной сушильной печи настраиваются переносные влагомеры зерна, если заводские калибровки не гарантируют паспортную точность.

Например если приходится определять влажность пшеницы, ячменя, кукурузы нового сорта, полученного от селекционеров.

Сушильные шкафы СЕШ-3 – десятки лет в лаборатории
Вспомним как жарится гриль. Для равномерного прогрева необходимо постоянное вращение.

Шкаф сушильный СЕШ-3М
Именно этим принципом и руководствовались инженеры, разрабатывающие сушильную лабораторную печь СЕШ-3М.

Бюксы с измельченным образцами зерна (или другого продукта) помещаются на вращающийся стол, приводимый в движением понижающим редуктором, со скоростью 5 об/мин.

Более того, для эффективного обдува горячим воздухом был добавлен вентилятор.

Разработчиков подобных “динамичных” сушильных шкафов нельзя в чем-то упрекнуть.

Инженеры действовали с тем техническим инструментарием, который «был под рукой».

Не забываем, что в 60-70 годы еще только зарождалась цифровая электроника.

Отметим еще несколько важных аспектов.

СССР представлял собой единый народно-хозяйственный комплекс, без пограничных и таможенных барьеров между республиками.
Была упрощена логистика, действовали единые стандарты на всей территории.

В большинстве случаев государство это не эффективный собственник.
Чиновники не всегда хорошие управленцы, особенно если получают зарплату из бюджета, не зависимо от прибыли.

И вполне можно было мириться с частыми поломками, ремонтами термошкафов СЕШ-3М, списывая затраты на себестоимость, а проще говоря на не лучший менеджмент.

В нерыночной экономике конкурентоспособность продукции по цене и качеству находились далеко не на первом месте.

Организационные просчеты и не эффективное в сельском хозяйстве и промышленности дотировались за счет продажи нефти и низкого удельного веса оплаты труда в стоимости произведенной продукции.

Основные претензии к сушильным электрошкафам СЕШ-3М
Вентилятор и вращающийся стол это хорошо. Преследуется благая цель – обеспечивать равномерный прогрев образцов. И вторая причина – ускорить сам процесс определения влажности.

Но… С каждым дополнительным звеном – в данном случае механическим, снижается надежность.

Возьмем к примеру элементы вращения подвески и управления автомобилем. Изнашиваются подшипники, сальники покрываются пылью, трескаются.

Так же и лабораторный сушильный шкаф СЕШ-3М
Вращающийся стол – потенциальный источник неисправностей.
Хорошо конечно, что зерно качественно размолото лабораторной мельницей до мелкодисперсного состояния. Но с каждым тестом, пыль оседает на элементы вращения (стол с бюксами), забивается, уплотняется, начинает работать как тормоз и даже абразив.

В лучшем случае предстоит процедура чистки, а в худшем – длительный и дорогостоящий ремонт.

Причем длительный не обязательно по причине не расторопности сотрудников сервисного центра. Им нет смысла затягивать процесс. Платят за результат.

А вот если сушильный шкаф перемещается для ремонта за сотни километров, то накладные расходы на транспортировку лабораторного оборудования для анализа качества зерна выльются в серьезную цену — дальновиднее купить надежный сушильный аппарат.

Весь вопрос в том, как часто будет ремонт. Раз в год, или в полгода. Или чаще.
Все зависит от возраста оборудования, интенсивности загрузки зерновой лаборатории, своевременного технического обслуживания и осмотра, чтобы не доводить сушильные шкафы для анализа влажности зерна до критической точки.
Вентиляторы добавляют вероятность отказов.
Создание принудительного движения воздушных потоков при сушке образцов зерна при одновременном скоростном вращении, воздействии выделяющейся влаги при нагреве, высокой температуре ТЭНов, взвешенных частиц пыли, опять же приводит к отказам и выходу из строя.
Шум от деталей вращения сушильного электрического шкафа.
В лаборатории и так хватает приборов и оборудования с быстро движущими частями, создающими шумовое загрязнение: лабораторная центрифуга, мельница для зерна, шейкер (лабораторный встряхиватель).

Но в перечисленных устройствах электродвигатель выполняет основную операцию: размол, смешивание, центрифугирование и никуда от этого не деться.

А в сушильной печи СЕШ-3М базовый элемент это ТЕН, а вентилятор и стол – лишь механизмы, дополняющие процесс высушивания в шкафу при лабораторном анализе влажности.

И если бы удалось избавиться от слабых звеньев, надежность возросла бы многократно, а уровень шума наоборот снизился бы.
Затраты электроэнергии.
Безусловно нагревательные элементы сушильных аппаратов потребляют львиную долю электричества, но и вращающиеся детали тоже вносят свой вклад в издержки и ложатся на себестоимость производимых лабораторных анализов.
Шкаф сушильный лабораторный СЕШ-3МЭ
Не значительно исправили ситуации и новшества: вместо ртутного термометра и реле появился терморегулятор и электронный дисплей.

Принципиальная конструкция, полная недоработок, осталась неизменой.

Комментарии запрещены.