آون آزمایشگاهی چیست؟ کاربرد آون در آزمایشگاه

آون آزمایشگاهی که در میان کاربران با نام فور نیز شناخته می شود یکی از تجهیزات پایه ای و بسیار حیاتی در انواع محیط های علمی، پزشکی و صنعتی است که وظیفه اصلی آن اعمال حرارت بالا و خشک جهت استریل سازی و رطوبت زدایی از قطعات و ظروف است. این دستگاه با ایجاد دمای بالا که در مدل های معمولی تا سیصد درجه و در نمونه های خاص صنعتی تا ششصد درجه سانتی گراد و بیشتر می رسد، میکروارگانیسم ها را از بین برده و نمونه ها را به طور کامل خشک می کند.
 در این مقاله به بررسی ساختار، انواع، تفاوت های ساختاری با سایر تجهیزات، نکات نصب، نگهداری و عیب یابی این دستگاه کاربردی می پردازیم.

مقایسه و تفاوت های کلیدی آون آزمایشگاهی با انکوباتور و کوره

شناخت تفاوت های میان آون، انکوباتور و کوره آزمایشگاهی برای انتخاب دستگاه مناسب اهمیت بالایی دارد. انکوباتور آزمایشگاهی دستگاهی است که برای کشت سلول ها و رشد موجودات زنده نظیر باکتری ها استفاده می شود؛ به همین دلیل دمای کاری بسیار پایینی دارد که معمولا روی سی و هفت درجه سانتی گراد تنظیم می شود و حداکثر دمای آن به هفتاد تا صد درجه می رسد و دارای درب شیشه ای است. در مقابل، آون آزمایشگاهی برای استریل سازی و خشک کردن در دماهای بالا (معمولا بین هفتاد تا سیصد درجه سانتی گراد) به کار می رود و فاقد درب شیشه ای بزرگ بوده و بدنه ای کاملا عایق دارد. کوره آزمایشگاهی نیز برای فرآیندهای بسیار شدید حرارتی مانند ذوب، کلسینه کردن و آنیل کردن مواد طراحی شده است که دمای آن می تواند از هشتصد تا حدود هزار و هفتصد درجه سانتی گراد افزایش یابد و ساختاری بسیار ضخیم تر و مقاوم تر از آون دارد.

ساختار مهندسی و اجزای تشکیل دهنده دستگاه فور

ساختار مکانیکی و الکترونیکی آون آزمایشگاهی به گونه ای طراحی شده است تا حرارت خشک به صورت یکنواخت به تمام نقاط محفظه منتقل شود. محفظه داخلی دستگاه که نمونه ها در آن قرار می گیرند معمولا از جنس استیل ضد زنگ و مقاوم در برابر حرارت بالا ساخته می شود تا در اثر رطوبت دچار زنگ زدگی نشود. المنت های گرم کننده که وظیفه تولید حرارت را دارند در مجاورت جداره خارجی محفظه تعبیه شده اند. برای جلوگیری از هدر رفت انرژی حرارتی و داغ شدن بدنه بیرونی، از عایق های حرارتی فشرده نظیر پشم شیشه یا فایبرگلاس با کیفیت استفاده می شود. در نهایت، سیستم کنترل دما مجهز به سنسورهای دقیق و نمایشگرهای دیجیتال، وظیفه تنظیم حرارت و نمایش لحظه ای دمای داخل محفظه را بر عهده دارند تا کاربر بتواند فرآیند را به دقت رصد کند.

تنوع مدل ها و انواع آون های آزمایشگاهی بر اساس کارکرد

آون های آزمایشگاهی متناسب با نوع نیاز کاربران در مدل های متنوعی طراحی و تولید می شوند. آون خلاء یکی از کاربردی ترین مدل ها برای خشک کردن مواد حساس به دما است که در آن با کاهش فشار هوا، فرآیند تبخیر آب در دمای پایین تری انجام می شود و از آسیب به بافت نمونه جلوگیری می کند. آون آزمایشگاهی همرفت با هوای اجباری مجهز به فن های مخصوص است که هوا را به گردش در می آورند تا دما در تمام نقاط محفظه کاملا یکسان باشد که این مدل برای تست استحکام اتصالات بسیار مناسب است. 
آون با جابجایی گرانشی بدون فن کار می کند و انتقال حرارت در آن بر اساس جریان طبیعی هوای گرم انجام می شود که برای نمونه های سبک که ممکن است با جریان باد فن جابجا شوند کاربرد دارد. همچنین آون های سنگین صنعتی وجود دارند که برای پردازش فلزات استفاده شده و توانایی تولید دماهای بالای هزار درجه سانتی گراد را دارند.

کاربردهای گسترده آون در حوزه های علمی و صنعتی

دامنه استفاده از فور یا آون آزمایشگاهی بسیار وسیع است و در صنایعی چون داروسازی، بیوتکنولوژی، صنایع غذایی، پزشکی قانونی و صنایع الکترونیک کاربرد دارد. یکی از اصلی ترین وظایف این دستگاه، خشک کردن کامل ظروف شیشه ای و فلزی پیش از شروع آزمایش ها است تا هیچ رطوبتی در روند آزمایش اختلال ایجاد نکند. استریل سازی ابزارهای جراحی، دندانپزشکی و آزمایشگاهی مقاوم به حرارت با استفاده از دمای بالای این دستگاه انجام می شود. همچنین در حوزه های صنعتی، از آون برای تست مقاومت کششی، سنجش انعطاف پذیری و تغییر شکل محصولات تحت حرارت شدید، خشک کردن پلیمرها و بررسی مقاومت لحیم کاری در بردهای الکترونیکی استفاده می شود.

معایب و محدودیت های استفاده از حرارت خشک در آون

با وجود مزایای بی شمار، استفاده از آون آزمایشگاهی معایبی نیز دارد که کاربر باید به آن ها توجه کند. فرآیند استریل سازی با حرارت خشک در مقایسه با روش های مرطوب مانند اتوکلاو، به زمان بسیار بیشتری نیاز دارد تا گرما به عمق قطعات نفوذ کند. همچنین قرار دادن وسایل در معرض دمای بالا می تواند خطرناک باشد؛ وسایل پلاستیکی، پارچه ای یا برخی ابزارهای حساس به حرارت ممکن است در دماهای بالای آون ذوب شوند، تغییر شکل دهند یا آسیب ببینند.
استفاده از دماهای بسیار بالا در حدود ششصد درجه سانتی گراد نیز نیازمند پایش مداوم است، زیرا می تواند به بافت فیزیکی برخی نمونه های فلزی یا شیشه ای غیر استاندارد آسیب جدی وارد کند.

الزامات و روش نصب ایمن و استاندارد دستگاه

نصب صحیح آون آزمایشگاهی ضامن سلامت دستگاه و ایمنی کاربران در محیط کار است. دستگاه باید روی یک سطح کاملا صاف، خشک و مستحکم قرار گیرد و به دلیل تولید حرارت بالا، قرار دادن آن روی میزهای چوبی یا پلاستیکی که خطر اشتعال دارند ممنوع است. کابل برق دستگاه باید از نوع مرغوب بوده و دوشاخه آن به صورت محکم در پریز ارت دار و استاندارد قرار گیرد. برای دستگاه هایی با توان مصرفی بالا، استفاده از دوشاخه ها و پریزهای صنعتی توصیه می شود. همچنین فرآیند نصب و راه اندازی اولیه دستگاه و اتصال آن به سیستم برق ساختمان حتما باید توسط تکنسین های آموزش دیده و مجرب انجام شود تا از بروز هرگونه اتصال کوتاه یا نوسان برق جلوگیری گردد.

عیب یابی، نگهداری و روش های تعمیر فور آزمایشگاهی

نگهداری صحیح و عیب یابی به موقع می تواند از خرابی های بزرگ در آون جلوگیری کند. یکی از مشکلات رایج این است که دستگاه روشن نمی شود که در این حالت ابتدا باید منبع برق، فیوزها و سیم های رابط بررسی شوند. اگر دستگاه روشن می شود اما گرمایی تولید نمی کند، احتمال خرابی المنت های حرارتی وجود دارد که باید توسط تعمیرکار تعویض شوند. 
کارکرد نادرست سنسورهای دما و نمایشگرها نیز می تواند ناشی از خارج شدن دستگاه از کالیبراسیون باشد که نیاز به تنظیم مجدد دارد. از دیگر موارد می توان به فرسودگی واشرهای دور درب اشاره کرد که باعث اتلاف حرارت می شود و باید تعویض گردند. همچنین گرفتگی خروجی های تهویه هوا می تواند باعث فشار به موتور دستگاه شود. کاربران می توانند جهت عیب یابی تخصصی، پس از هماهنگی با دفاتر فنی، دستگاه خود را ارسال نمایند تا فرآیند بررسی و برآورد هزینه در سریع ترین زمان ممکن انجام شود.

سخن آخر

آون یا فور آزمایشگاهی یکی از کاربردی ترین ابزارها برای تضمین پاکیزگی و استریل بودن تجهیزات در محیط های آزمایشگاهی و صنعتی است. انتخاب دستگاهی با عایق بندی قوی، سیستم کنترل دمای دقیق و بدنه مقاوم استیل، تاثیر مستقیمی بر بهبود راندمان آزمایشگاه دارد.
شرکت ها و وب سایت های معتبری همچون سایت کیان پرتو به عنوان یکی از تامین کنندگان باسابقه تجهیزات آزمایشگاهی در کشور، انواع آون های آزمایشگاهی را با کیفیت بالا و استانداردهای روز دنیا به همراه گارانتی و خدمات پس از فروش مطمئن ارائه می دهند که بررسی محصولات این مجموعه می تواند به خریداران در انتخاب دستگاه مناسب کمک شایانی نماید.

سوالات متداول