آون آزمایشگاهی که به نام فور معروف می باشد جز دستگاه های آزمایشگاهی است که با تولید حرارت بسیار بالا باعث خشک و استریل شدن ظروف مختلف از جنس شیشه‌ای و فلزی خواهد شد. از این دستگاه جهت انجام پروژه های تحقیقاتی در آزمایشگاه های زیست شناسی، شیمی، داروسازی و پزشکی قانونی مورد استفاده قرار می گیرد. انواع آون آزمایشگاهی برای اهداف و همچنین کاربرد های مختلف طراحی شده اند.
بهترین حالت برای انجام آزمایشات و همچنین رسیدن به نتیجه مطمئن به این صورت است که محیط و ابزار های مورد نیاز از آلودگی¬های محیطی از قبیل گرد و غبار، رطوبت، ویروس، باکتری و انواع مختلف میکروارگانیزم‌ها در امان بمانند برای این کار از روش های مختلفی جهت پاکیزگی ابزار ها استفاده خواهد شد.
البته جالب است بدانید که یکی از این شیوه های پاکیزگی دستگاه ها و ابزارها استفاده از مواد ضدعفونی کننده و همچنین میکروب کش می باشد. علاوه بر الکل و مواد شوینده متفاوت، حرارت بالا نیز باعث استریل لوازم آزمایشگاهی خواهد شد. هر چند گاهی نیاز می شود، تجهیزات به سرعت خشک شوند و این عمل در دمای بسیار بالا انجام می پذیرد.
آون آزمایشگاهی این قابلیت را خواهد داشت که دما را تا دمای ۳۰۰ درجه سانتیگراد بالا ببرد. هر چند آون هایی نیز طراحی شده اند که می توانند دما را تا ۶۰۰ درجه سانتیگراد بالا ببرند. انتقال گرما در آون به گونه ای طبیعی و در برخی موارد با استفاده از پنکه یا جریان همرفتی هوای گرم و سرد انجام خواهد گرفت.
آون آزمایشگاهی یا فور از دستگاه های ضروری برای آزمایشگاه ها می باشد و کاربرد های متنوعی دارد. به همین خاطر این دستگاه در انواع مختلف تولید خواهد شد تا متناسب با هدف و همچنین نوع کاربرد مورد استفاده قرار گرفته شود. آون های آزمایشگاهی هم بر این اساس ساختار و نیز بر اساس نوع کاربرد دسته بندی خواهند شد.
انواع آون آزمایشگاهی با توجه به ساختار:
آون خلاء ( فور خلاء) یا خشک کن خلاء به محفظه ای گفته می شود که عمل خشک نمودن در خلاء در آن انجام می گیرد. اغلب در صنایع داروسازی این وسیله به آون خلاء ( Vacuum Oven ) معروف شده است.
خشک کن ها یا آون خلاء از جنس چدن، آلومینیوم، استیل و … به صورت ریخته شده در قالب و یک تکه تولید خواهند شد تا فشار بالای خلاء را بدون کمترین تغییر شکلی در بدنه خود بتوانند تحمل کنند. آون های خلاء معمولا دارای دو طبقه هستند تا سطح رسانش گرمایی بالا رود، آون خلاء برای این موضوع مورد استفاده قرار می گیرد که در نبود هوا و یا سایر گازها نیز اتلاف گرما پایین بیاید و همچنین منابع تولید آلودگی در آن از میان برود.
آون آزمایشگاهی خلاء برای مکش هوا و ایجاد خلاء داخل محفظه خود از یک پمپ خلاء استفاده خواهد کرد که معمولا در کنار یا زیر دستگاه قرار گرفته می شود. در زمان تهیه آون خلاء می بایست به این نکته دقت نمایید که شرکت های سازنده بصورت معمول قیمت محفظه بدون پمپ را به شما گفته می شود. بنابراین باید در زمان خرید حتما از فروشنده بخواهید که قیمت محفظه به همراه پمپ خلاء را برای شما اعلام کند.
نکته دیگر در مورد آون های خلاء که در زمان خرید و تهیه باید به آن دقت گردد کارکرد اتوماتیک یا دستی آنها است.
همانطور که پیشتر اشاره کردیم آون های خلاء برای ایجاد محیط خلاء نیازمند یک پمپ خلاء می باشد که، در مدل های با کارکرد به صورت دستی تنظیم فشار داخل محفظه و کنترل پمپ خلاء بواسطه کاربر و به صورت دستی انجام خواهد گرفت، در این مدل ها زمانی که کاربر بخواهد در محفظه را باز کند، باید از طریق یک شیر مخصوص محفظه را از حالت خلاء بیرون آورد تا در محفظه به حالت اول برگردد.
در مدل های که بصورت اتوماتیک هستند، یک رابط کاربری لمسی ( Touchable HMI ) وجود دارد، کاربر تنها باید مقدار فشار داخل محفظه را تعیین کند و پس از آن تنظیم فشار درون محفظه و نیز کنترل پمپ خلاء به صورت خودکار صورت می گیرد. همچنین در این مدل هر موقع که کاربر قصد باز کردن محفظه را داشته باشد، سیستم به صورت خودکار فشار درون محفظه را تنظیم می کند تا درب محفظه به راحتی باز شود.
همرَفت یا Convection یکی از روش‌های انتقال گرما می باشد. همرفت نه تنها در درون یک سیال، بلکه بین دو جسم که یکی از آنها سیال هستند نیز اتفاق خواهد افتاد. فرآیند رسانش میان یک سطح جامد و یک سیال در حال حرکت، همرفت گفته می شود. حرکت سیال نیز می‌تواند طبیعی یا با اعمال نیروی خارجی انجام شود.
یک آون همرفتی ( Convection Oven ) از یک فن با یک المنت گرمایشی تشکیل شده است که گرما را ایجاد می کند. یک فن کوچک، هوا را در آون همرفتی پخش خواهد کرد. یک آون همرفتی امکان دارد شامل منابع گرمای تابشی در بالا و پایین آون در نظر گرفته شود که انتقال حرارت را بالا می برد .
این کار باعث کاهش اثر حرارت تابشی بر روی مواد خواهد شد. با این حال، دیواره آون همرفتی از طریق گردش هوای گرم، گرم خواهند شد و گرچه دمای حاصل از آن بسیار پایین تر از منبع گرمای تابشی می باشد، اما هنوز هم به اندازه کافی داغ می باشد تا بخشی از انرژی را از طریق تابش از دیوارها منتقل گردد.
این نوع آون نیز دارای تنظیمات خاص و پیشرفته ای می باشد و برای انجام کار های پیچیده و فنی در اغلب صنایع، از آن استفاده می شود. آون آزمایشگاهی سنگین معمولا جهت خشک کردن دستگاه ها نیز بکار گرفته می شود.
آون آزمایشگاهی از اجزای متنوعی تشکیل شده است که هریک نقش خاصی در عملکرد آن ایفا می کنند. در این قسمت به تشریح اجزای تشکیل دهنده ی آون ها خواهیم پرداخت.
برای خشک نمودن و استریل وسایل آن ها را درون محفظه اصلی قرار خواهند داد. جنس این محفظه اغلب از استیل ضد زنگ و همچنین آلیاژهای مقاوم در مقابل حرارت و رطوبت می باشد. درون محفظه اصلی اجزای خاص و مهمی همچون ترموکوپل و سنسور دما تعریف شده است.
با توجه به اینکه درون آون آزمایشگاهی دمای بسیار بالایی ایجاد می شود بنابراین بسیار اهمیت دارد که تا حد امکان از هدررفتن انرژی جلوگیری گردد. علاوه بر این، اگر گرمای بسیار بالایی که در داخل محفظه بوجود می آید به بخش خارجی و مدارهای دستگاه وارد شود، آن را ذوب می‌کند. از این رو استفاده از عایق بسیار حائز اهمیت خواهد داشت.
معمولا از پشم شیشه جهت ایجاد عایق استفاده خواهد شد. علاوه بر این مورد، استفاده از نواری از جنس فایبرگلاس و با طول عمر بالا، به جلوگیری از هدررفتن دما کمک فراوانی خواهد کرد.
در نزدیکی جداره بیرونی آون آزمایشگاهی، المنت‌هایی تعریف شده است که می توانند دمای آون آزمایشگاهی را در مقدار مورد نیاز تنظیم نمایند. در بیشتر آون ها از یک تا دو المنت فلزی استفاده خواهد شد که پوششی سرامیکی خواهند داشت. استفاده از پوشش نسوز و عایق، خطر آتش‌سوزی به خاطر اتصال جریان به محفظه را تا حد بالایی گم می کند.
در دستگاه های آون آزمایشگاهی به خاطر گرمای بسیار بالایی که در آن ایجاد می شود باید سیستم هایی داشته باشد تا بتواند از کلیه مدارهای الکتریکی و داخلی محافظت نماید. علاوه بر سیستم کنترل دمای مناسب که در دستگاه برقرار است. فیوزهای الکتریکی نیز در نظر گرفته شده اند که در موارد اضطراری وظیفه قطع جریان برق را بر عهده خواهند داشت.
سیستم نمایش دما از طریق ابزار های مختلفی همانند دماسنج ، برد الکتریکی متصل به سنسور حرارتی، ترموکوپل فلزی یا جیوه‌ای، دمای داخل محفظه را اندازه‌گیری نموده و آن را نمایش خواهد داد.
همانطور که پیش از این بیان شد از آون های آزمایشگاهی جهت خشک کردن دستگاه ها و استریل کردن استفاده خواهد شد که در این قسمت به توضیح بیشتری در این خصوص خواهیم پرداخت.
آون آزمایشگاهی برای انجام آزمایشاتی از قبیل آنالیز صفاتی، تعیین مقاومت های کششی، تغییر شکل و همچنین تاب‌آوری محصولات تولید شده و مقاومت لحیم کاری در تخته‌های مدار مورد استفاده قرار می گیرد.
به دلیل کاربرد های زیادی که این دستگاه خواهند داشت، کارخانه های بسیاری در داخل و خارج از کشور آن را تولید کرده اند.
برای انجام اغلب آزمایش ها، به دستگاهی نیاز داریم که نمونه ها را خشک نماید و رطوبت آن ها را از بین خواهد برد. این آون ها نقطه ی جوش آب را پایین می آورد و اجازه می دهند نمونه ها در دمای پایین تری خشک گردد. علاوه بر این مورد جهت خشک کردن وسایل شیشه‌ای و همچنین فلزی که در آزمایشگاه مورد استفاده قرار می گیرد.
پاک بودن تمامی ابزار ها و وسایل آزمایشگاه از آلودگی های محیطی، دارای اهمیت بسیار بالایی می باشد. آون آزمایشگاهی نیز جهت استریل نمودن وسایل آزمایشگاه و همچنین ابزار های شیشه ای مورد استفاده قرار می گیرند. بهترین دما و همچنین زمان برای استریل کردن وسایل در آون ها، حداقل ۱۶۰ درجه سانتیگراد و به مدت ۴۵ تا ۶۰ دقیقه صورت می گیرد.
آون آزمایشگاهی یا فور وسیله ای جهت خشک یا استریل کردن تجهیزات می باشد در حالیکه از انکوباتور برای کشت نمونه های زنده همانند میکروب یا سلول های متنوع مورد استفاده قرار می گیرد.
انواع مختلف آون های آزمایشگاهی به خاطر کاربرد های فراوانی که دارند، از لوازم ضروری آزمایشگاه ها به حساب می آیند. به همین دلیل بسیاری از کارخانه های ایرانی و خارجی اقدام به تولید این دستگاه کرده اند.
البته می توان گفت قیمت این دستگاه ها متناسب با تجهیزات و همچنین حجم محفظه ای که دارند متفاوت خواهد بود. هر چقدر تجهیزات آون آزمایشگاهی و حجم محفظه ی آن بیشتر در نظر گرفته شود از قیمت بالاتری برخوردار می باشد. به عنوان مثال آون آزمایشگاهی مجهز به خلاء و فن دار قیمت بیشتری از آون ساده خواهند داشت.
قیمت نمونه های آون آزمایشگاهی که در داخل کشور تولید می شوند به مقدار قابل توجهی کمتر از نمونه های مشابه تولید شده در خارج از کشور می باشد. از این رو تهیه ی دستگاه های ایجاد شده در داخل کشور علاوه بر حمایت از تولیدات داخلی، موجب صرفه جویی ارزی نیز خواهد شد.
