Рассмотрим оригинальную разновидность лабораторного оборудования — магнитную мешалку, позволяющую исключить целый ряд механических элементов: зубчатые, ременные передачи, приводные валы, муфты для создания эффекта вращения в жидкостях в лабораторной посуде.
Эти устройства не имеют жесткой связи при передаче крутящего момента в отличие от от верхнеприводных мешалок и других лабораторных миксеров.
Мешалки магнитные служит для проведения операций с химическими растворами и реактивами различной степени вязкости:
смешивание разнородных компонентов и придание однородности растворам;
растворение сухих порошков в жидкостях;
ускорение процессов диффузии, растворения;
активизации химических реакций, включая повышение температуры, если используется магнитная мешалка с подогревом;
приготовлении эмульсий, суспензий,
В каких лабораториях применяются ?
Учитывая широчайший спектр операций с химическим растворами, магнитная мешалка устанавливается как в специализированных лабораториях – медицинских, клинических, фармацевтических, микробиологических, химических, научно-исследовательских, так в качестве общелабораторного оборудования.
В связи с чем были разработаны и все более активно используются ?
Проще говоря, в каких случаях не целесообразно или не возможно применить верхнеприводные мешалки, и лабораторные смесители ?
Отсутствие погружаемого в раствор ротора (вращательный момент передает свободно вращающийся якорь магнитной мешалки) позволяет:
производить перемешивание в герметичной закрытой лабораторной таре, что актуально если реактивы выделяют ядовитые для персонала испарения. Частично проблему может решить вытяжной шкаф лабораторный путем отведения газообразных летучих соединений;
избежать разбрызгивания едких щелочных или кислотных химикатов, когда капли могут попасть на стол лабораторный;
поместить на установочную платформу, если позволяет размер, одновременно несколько сосудов (лабораторной тары) не только различных объемов, но и с разнородными химическими растворами.
Устройство магнитной мешалки
Эти интересные лабораторные приборы – «магнитные устройства» не новые, более того для занятия любимым хобби эту разновидность мешалки иногда изготавливают своими руками.
Например для радиолюбителей актуально быстрое травление печатных плат в хлорном железе или в медном купоросе с поваренной солью.
Если едкий раствор в посуде не движется, и тем более холодный, скорость химической реакции замедляется в разы.
Вот самодельщики и придумали уже множество моделей с движками от вентиляторов, блоков питания и даже приходилось видеть устройство магнитной мешалки с подогревом при помощи ТЭНов под платформой для размещения посуды — чего только не сделаешь своими руками, если есть желание, но принцип работы неизменный.
Не каждый вид лабораторного оборудования можно изготовить самостоятельно.
Да и не нужно, поскольку для оснащения лаборатории необходимы приборы, отвечающие требованиям безопасности, санитарным нормам и допущенные к практике надзорным органом.
Но мы привели пример самодельных перемешивающих устройств, чтобы сказать о другом – устройство магнитной мешалки очень простое и этот бесконтактный лабораторный миксер – давайте назовем его так, состоит из минимума конструктивных элементов.
Принцип работы магнитной мешалки состоит в передаче вращательного момента, создаваемого электродвигателем через силовое магнитное поле на якорь, помещенный в лабораторную тару с перемешиваемой жидкостью
Электродвигатель с жестко закрепленным на валу ротора постоянным магнитом.
Якорь магнитной мешалки. Он никак не связан с остальными составными элементами и покрыт амортизирующим материалом, чтобы не повредить стенки и дно лабораторной тары.
Платформа, куда помещается лабораторная посуда. Важно, что поверхность изготовлена из не магнитного материала, чтобы беспрепятственно проходили силовые линии.
Замечание кстати справедливо и по поводу магнитной проницаемости лабораторной тары – колб, стаканов, пробирок. В итоге, силовое поле проходит путь от магнита через установочную поверхность и дно лабораторной тары, которая должна быть стеклянной, фарфоровой, но никак не металлической.
Пластиковый или из металла корпус с органами управления и индикации текущего режима.
Нагревательный элемент, выносной термометр и автоматический терморегулятор.
Как видим, устройство магнитной мешалки не сложное, а модель с подогревом отличается наличием водяной бани, при этом есть два преимущества:
отсутствует контакт нагревательного элемента с содержимым лабораторной тары;
кроме нагревания осуществляется и перемешивание жидкости.
В некоторой степени к смесительному и нагревательному лабораторному оборудованию также можно отнести шейкер (встряхиватель) лабораторный инкубатор.
Как устроена лабораторная мешалка с подогревом, если нагреватель никаким образом не сообщается с нагреваемым раствором ?
купить магнитную мешалку для лабораторииВ качестве источника тепла (опять же бесконтактного) используется стальная или керамическая пластина.
Но важнее другое – как обеспечить обратную связь, чтобы узнать реальную температуру в сосуде ?
Чудес не бывает. Придется открывать крышку, если она есть и помещать контактный термометр внутрь жидкости. В таком случае цепь становится замкнутой и терморегулятор, получив данные от термометра, закрепленного на лабораторном штативе, стабилизирует температуру в соответствии с настройками сотрудника лаборатории.
Если нагревать жидкость в лабораторной посуде и задавать необходимую температуру способны магнитные мешалки с подогревом, то регулировать скорость вращения вихревого поля возможно во всех остальных.
Эта разновидность лабораторного оборудования относится к приборам средней скорости вращения, как верхнеприводные аналоги, с плавным регулированием количества оборотов в минуту до 1500.
Самые скоростные – лабораторные центрифуги, но и решают эти приборы совсем другие задачи.
Скорость вращения и температура отображаются на цифровом дисплее.
При заклинивании ротора сработает система тепловой защиты электродвигателя. Такое же устройство безорпасности предусмотрено и в лабораторных мельницах для размола образцов зерна перед анализом влажности в сушильном шкафу (стандартный термогравиметрический способ) или методом инфракрасной спектроскопии в ИК анализаторе.
Принцип работы магнитной мешалки
Заполненная раствором, жидкостью лабораторная тара помещается на поверхность. Выгодно, что могут перемешиваться минимальные объемы.
Помещается якорь магнитной мешалки – очищенный от остатков предыдущих растворов, промытый на лабораторной мойке и просушенный. В микробиологических, медицинских лабораториях может потребоваться дезинфекция или обеззараживание в суховоздушном стерилизаторе.
Для магнитной мешалки с подогревом, принцип работы тот же, но в жидкость опускается термометр – термопара.
Лабораторный прибор включается в сеть.
Задается частота вращения и при необходимости — температура.
Еще одно удобство в практическом плане — все легко раздельно моется: лабораторная тара и якорь.