В данной статье мы узнаем, что такое жидкостный криостат, какими они бывают, на чем основывается их принцип работы. Расскажем, какие виды подобных лабораторных приборов существуют и в чем особенности их конструкции и использования. Посмотрим, в каких областях применяются криостаты и какие диапазоны температур они могут поддерживать.
Часто для проведения лабораторных исследований требуется шоковая заморозка образцов, реактивов и веществ, для этого используют жидкостные криостаты, про то, что такое твердотельные термостаты какие их типы существуют и в чем особенность использования, мы уже говорили. Они отличаются высокой мощностью воздействия и способны поддерживать температуру теплоносителя до минус 60 градусов. Для высокой эффективности работы в приборе используются жидкий азот, гелий или водород.
Такая заморозка образцов необходима для проведения исследований в области генетики, медицины, биологии и т.д. Устройство жидкостного криостата достаточно простое:
Это далеко не полный список тех элементов, из которых состоит прибор. Стоит упомянуть о такой важной составляющей, как блок терморегуляции, который для точности поддержания температуры оснащен специальными термодатчиками. Кроме этого, современные модели имеют микропроцессорный управляющий блок и панель управления. Кроме этого используется в приоре и насос, который помогает перемешивать терможидкости, а в случае внешнего термостатитрования он может подавать теплоноситель в контур внешнего оборудования.
Криостаты могут не только охлаждать, но и нагревать вещества и образцы. Моделей в настоящее время выпускается много, конструкция у них тоже может быть различной. Основные типы – для термостатирования во внутренней бане, для подачи терможидкости во внешние контуры, высоким спросом пользуются комбинированные модели, которые оснащены баней и мощным циркуляционным насосом.
Криостаты бывают нескольких типов, они определяются поставленными перед исследователями задачам, как и при выборе датоллогера что это такое и в чем особенности его конструкции и применения, мы уже обсуждали. Для удобства управления многие оснащены панелью управления и микропроцессорами. Для того чтобы не было перегрузок и перегрева используют специальные датчики, особенность криостатов еще и в том, что они могут работать непрерывно в течении длительного времени. Вручную вряд ли бы удалось поддерживать температуру терможидкости с такой точностью.
При работе с любой моделью стоит соблюдать правила использования. Важно соблюдать строго горизонтальное положение прибора при установке. Использовать терможидкости можно только те, которые указаны в техническом паспорте изделия. Это важно, т.к. блок управления настроен на работу с данной конкретной жидкостью, поэтому при использовании иной могут возникнуть серьезные проблемы и искажение результатов исследований. Если прибор не используется, то лучше выключать его из сети, а вот при включении лучше сразу выставить необходимую температуру на панели управления.
Системе потребуется некоторое время для того чтобы достигнуть режима стабилизации, если все хорошо, то прибор оповестит о готовности к работе. Чаще всего в лабораториях применяются модели, нижний предел которых от -10 до -45 градусов, а верхний предел может достигать +300. Поэтому важно следить, какая марка теплоносителя используется. Так, для моделей, которые используются только для охлаждения можно применять этиловый спирт, а для универсальных лучше подобрать силиконовое масло или тосол, но они должны соответствовать заявленному диапазону температур.
Принцип работы жидкостного криостата основан на явлении теплообмена. Для работы компрессор должен при помощи теплообменника забрать тепло у рабочей среды, которая находится в резервуаре. После такого процесса в резервуаре можно поддерживать постоянную температуру, которую задал пользователь. Есть модели с внутренней открытой ванной, работа с ними имеет свою специфику. Здесь исследуемый объект помещается внутрь, а теплоноситель помогает охладить его до необходимой температуры, важно использовать правильную пластиковую лабораторную посуду купить ее необходимо в соответствии с инструкцией по эксплуатации криостата.
Существуют и модели с внешним контуром, здесь теплообмен происходит не в резервуаре, а снаружи. Важно, что при использовании моделей с открытой ванной необходимо хорошо проветривать помещение, оно в обязательном порядке должно оснащаться принудительной вентиляцией. В момент, когда прибор не используется, ванна должна быть закрыта специальной крышкой. Это снизит ненужные потери холода и электроэнергии, кроме того получится избежать испарения.
Самые дорогостоящие модели оснащены двухконтурным холодильным агрегатом, такие криостаты обладают повышенной холодопроизводительностью. Кроме этого, у них есть интеллектуальная система управления и система самодиагностики. Есть возможность регулировки скорости изменения температур. Калибровку можно проводить по трем точкам. Такие дорогостоящие модели предназначены для термостатирования образцов как в собственной ванне, так и во внешних системах замкнутого или открытого типа.
Сферы применения достаточно широкая, от микробиологии до нефтеперерабатывающей отрасли, без криостатов не обходятся медицинские и фармацевтические лаборатории. Они востребованы в ветеринарии и даже метеорологии. С их помощью может производиться инкубирование образцов, они позволяют проводить исследования свойств материалов и веществ, кроме этого они помогают проверять и калибровать инструменты, датчики и т.д., которые измеряют температуру. С их помощью проводят подготовку проб в аналитических и испытательных лабораториях.
Приборы используются как для термостатирования образцов, как в собственной ванне, так и во внешних системах замкнутого или открытого типа. Агрегаты, которые имеют два холодильных компрессора могут работать при низких и сверхнизких температурах. Настольные экономичные модели позволяют выполнять задачи, которые не требуют использования высокой мощности охлаждения и специальных лабораторных пробирок и другой посуды и склянок.