در هر آزمایشگاهی، حرارت دادن مواد و ابزارها به منظورهای مختلفی مانند جوشاندن، استریل کردن یا گرم کردن عادی انجام می‌شود. آون آزمایشگاهی، که به آن فور نیز گفته می‌شود، دستگاهی است که به طور خاص برای این منظور طراحی شده است. این دستگاه با تولید و انتقال حرارت کنترل‌شده، امکان انجام دقیق آزمایش‌ها را فراهم می‌کند. آون آزمایشگاهی با سایر تجهیزات حرارنی در آزمایشکاه ها تفاوت هایی دارد.
آون آزمایشگاهی با استفاده از المنت‌های گرمایشی، هوای داخل محفظه را گرم می‌کند. این هوا ممکن است به وسیله فن‌ها به طور یکنواخت در داخل محفظه به گردش درآید تا تمام سطوح نمونه در معرض هوای گرم و خشک قرار گیرند. این فرآیند باعث تبخیر آب درون میکروارگانیسم‌ها شده و در نهایت منجر به مرگ آن‌ها می‌شود.
تفاوت آون آزمایشگاهی با اتوکلاو
اتوکلاو از بخار آب گرم برای استریل کردن استفاده می‌کند، در حالی که آون با انتقال گرما در خلاء یا به وسیله هوا عمل می‌کند. اتوکلاو برای استریل کردن موادی که نیاز به رطوبت دارند مناسب است، اما آون برای موادی که نباید در معرض رطوبت قرار گیرند، مانند ابزارهای فلزی جراحی، مناسب‌تر است.
کوره: کوره آزمایشگاهی برای ایجاد دماهای بسیار بالا (500 تا 1600 درجه سانتیگراد) استفاده می‌شود. در حالی که آون معمولاً در محدوده دمایی 100 تا 300 درجه سانتیگراد کار می‌کند. کوره‌ها بیشتر در آزمایشگاه‌های متالورژی و سرامیک کاربرد دارند، در حالی که آون‌ها در صنایع شیمیایی، دارویی، غذایی، پزشکی و تحقیقاتی استفاده می‌شوند.
تفاوت آون آزمایشگاهی با هات پلیت
آون آزمایشگاهی و هات پلیت هردو از تجهیزات پر کاربرد در آزمایشگاه هستند، اما کاربرد و عملکرد متفاوتی دارند. آون آزمایشکاهی وسیله ای است که برای ایجاد حرارت یکنواخت در محیط بسته و کنترل شده ،که بیشتر برای خشک کردن ، استریل کردن، تبخیر ملایم و عملیات حرارتی روی نمونه ها به کار می رود.
این دستگاه قابلیت تنظیم دقیق دما و حفظ آن در مدت طولانی را دارد. در مقابل هات پلیت یا هیتر صفحه ای ابزاری است که سطحی داغ تولید می کند و برای گرم کردن سریع ظروف آزمایشگاهی مانند ارلن و بشر یا انجام واکنش های شیمیایی روی شعله غیر مستقیم استفاده می شود. هات پلیت معمولا زمان پاسخ دهی سریع تری دارد اما یکنواختی و کنترل دقیق آون را ندارد.
به طور خلاصه، آون برای گرمایش حجمی و یکنواخت در مدت زمان طولانی مناسب است. در حالی که هات پلیت بیشتر برای گرمایش مستقیم و سریع نمونه ها به کار می رود.
تفاوت آون آزمایشگاهی با شوف بالن
آون آزمایشگاهی و شوف بالن هر دو از تجهیزات حرارتی پرکاربرد در آزمایشگاه هستند، اما تفاوت های مهمی دارند. آون آزمایشگاهی وسیله ای است با محفظه بسته و سیستم کنترل دقیق دما که برای خشک کردن، استریل کردن و انجام عملیات حرارتی یکنواخت در مدت طولانی استفاده می شود. این دستگاه گرما را به طور یکسان در کل محفظه پخش می کند و برای نمونه های بیولوژیک شیمیایی و صنعتی بسیار مناسب است.
در مقابل، شوف بالن یا هیتر منتل دستگاهی است که گرما را مستقیما و به صورت متمرکز به بالن های شیشه ای منتقل می کند. این وسیله بیشتر در فرآیندهایی مانند تقطیر، رفلاکس یا واکنش های شیمیایی نیازمند حرارت کنترل شده به کار می رود.
بنابراین، اگر هدف ایجاد حرارت یکنواخت در حجم زیادی از نمونه ها باشد آون انتخاب بهتری است، اما برای گرم کردن موضعی و مستقیم بالن ها، شوف بالن ابزار ایده آل محسوب می شود. شوف بالن برای گرم کردن بالن‌های شیشه‌ای به صورت یکنواخت استفاده می‌شود. این دستگاه بیشتر در واکنش‌های شیمیایی که نیاز به حرارت دقیق و یکنواخت دارند کاربرد دارد، در حالی که آون برای استریل کردن و خشک کردن حجم بیشتری از مواد مناسب است.
هدف از انتخاب آون آزمایشگاهی
هدف از انتخاب آون آزمایشگاهی، فراهم کردن شرایط دقیق برای خشک کردن، استریل سازی و انجام فرآیندهای حرارتی کنترل شده است. در ادامه به طور دقیق تر توضیح می دهیم.
1- نحوه انتقال حرارت در آون آزمایشگاهی
نحوه انتقال حرارت در آون آزمایشگاهی به گونه ای طراحی شده که دما در تمام نقاط محفظه یکنواخت باشد. این دستگاه معمولا با استفاده از المنت های حرارتی، هوا را گرم کرده و سپس به کمک جریان همرفتی و گردش فن های داخلی، حرارت را به طور یکنواخت در محیط پخش می کند.
علاوه بر این، دیواره های فلزی داخلی نیز در انتقال حرارت به صورت رسانشی نقش دارند و باعث می شوند دما سریع تر و پایدارتر به حد مطلوب برسد. در مدل های پیشرفته تر، سنسورهای دقیق دما و کنترل های دیجیتال به کار رفته اند تا از ایجاد نقاط سرد یا داغ جلوگیری شود.
2- دقت و ثبات دما در آون آزمایشگاهی
دقت و ثبات دما در آون آزمایشگاهی یکی از مهم ترین ویژگی ها برای انجام آزمایش های دقیق و قابل اطمینان است. این دستگاه با استفاده از سنسورهای پیشرفته و کنترل های دیجیتال قادر هستند دما را در محدوده تعیین شده با خطای بسیار کم تنظیم کنند.
ثبات دما به این معنی است که پس از رسیدن به دمای مورد نظر نوسانات حرارتی بسیار کم بوده و محیط داخلی آون شرایط ثابت را برای نمونه ها فراهم می کند. این ویژگی باعث می شود نتایج آزمایش ها تکرار پذیر و قابل اعتماد باشند و خطاهای ناشی از تغییرات دما به حداقل برسد. همچنین سیستم های حفاظتی و توزیع یکنواخت حرارت در داخل محفظه، تضمین می کنند که دمای هر نقطه از نمونه ها تقریبا برابر باقی بماند. به همین دلیل، انتخاب آونی با دقت و ثبات دمای بالا برای تحقیقات علمی و صنعتی ضروری است.