Лабораторные термостаты — где используются, виды и назначения оборудования

Лабораторные термостаты (инкубаторы) представляют собой изолированные боксы или камеры, позволяющие создавать и контролировать параметры окружающей среды для работы с биологическими объектами. Рассмотрим, что такое лабораторный термостат, виды и назначение оборудования. 

Назначения лабораторных термостатов

Обеспечивают контролируемую, свободную от загрязнений среду, которая создаётся путём регулирования таких параметров как температура, влажность или содержание газов (CO2, N2, O2). Находят широкое применение в следующих отраслях:

• биомедицина;
• микробиология;
• культивирование тканей и бактерий;
• разработка и тестирование фармацевтических препаратов;
• гематологические исследования;
• контроль качества;
• переработка пищевых продуктов;
• исследования растений и насекомых.

Виды лабораторных термостатов

Нагревающие: в специальном изолированном корпусе постоянно циркулирует воздух. Поддержание температуры осуществляется путём прямого нагрева теплоносителя от +30° С до +105° C.

Рисунок 1. Binder BF 720 с механической конвекцией

Жидкостные: в качестве теплоносителя выступает вода или синтетические масла (для поддержания температур менее +4 и более +90° С) непосредственно в ванне или во внешнем термостатируемом контуре. Ванны изготовлены из нержавеющей стали или прозрачного поликарбоната для визуального контроля процесса. Термостаты закрытого типа с внешним контуром увеличивают срок службы теплоносителя за счёт минимизации контакта с воздухом.

Рисунок 2. Термостат с прозрачной ванной Lauda ET 12 G

Охлаждающие: работают с помощью компрессионной холодильной машины или термоэлектрических элементов в диапазоне от -10° С до +100° С.

Рисунок 3. Binder KB 400

CO2 инкубаторы: для поддержания определённого процента углекислого газа при культивировании клеточных, тканевых и бактериальных культур. Уровень CO2 контролируется ИК- или термокондуктометрическим датчиком. Влага образуется путём постоянного пассивного или подогреваемого испарения воды из поддона. Мультигазовые инкубаторы позволяют контролировать содержание N2, O2.

Рисунок 4. Binder CB 150

Шейкеры: осуществляют перемешивание образцов в атмосфере с контролируемой температурой, скоростью, аэрацией, влажностью, освещённостью.

Рисунок 5. Heidolph Inkubator 1000

Конструкция

Термостат состоит из следующих блоков:

Камера
Шкаф является основным корпусом инкубатора, состоящим из кубовидного корпуса с двойными стенками вместимостью от 20 до 800 л. Внешняя стенка изготовлена из листов нержавеющей стали, а внутренняя изготовлена из алюминия. Пространство между двумя стенками заполнено стекловатой. Изоляция предотвращает потерю тепла и снижает потребление электроэнергии, тем самым обеспечивая бесперебойную работу устройства.
Внутренняя стенка снабжена выступами, поддерживающими полки.

Дверца
Во всех инкубаторах имеется дверца, снабжённая ручкой для закрытия изолированного шкафа. Дверь имеет собственный утеплитель. 

Панель управления
На внешней стене инкубатора находится панель управления со всеми переключателями и индикаторами, позволяющая контролировать параметры оборудования. 

Температурный контроллер
Используется для установки желаемой температуры инкубатора. После её достижения термостат автоматически поддерживает это значение до тех пор, пока температура снова не изменится.

Перфорированные полки
К внутренней стенке прикреплены перфорированные полки, на которые помещаются чашки с питательными средами. Перфорация позволяет циркулировать горячему воздуху. В некоторых инкубаторах для обеспечения лёгкой очистки полки съёмные.

Асбестовый уплотнитель двери
Обеспечивает герметичное уплотнение между дверью и шкафом. Оно предотвращает попадание наружного воздуха в шкаф и, таким образом, создаёт изолированную среду внутри.

Г-образный термометр
Помещают на верхнюю часть внешней стенки инкубатора. Один конец с градуировкой остаётся снаружи инкубатора, чтобы можно было легко считывать температуру. Другой с ртутной колбой помещён в камеру.

НЕРА-фильтры
Воздушный насос с фильтрами создаёт систему с замкнутым контуром, поэтому воздух, циркулирующий внутри, создаёт меньше загрязнений.

Контроллер влажности и газа
CO2 инкубаторы снабжены резервуаром для воды и газовыми камерами для поддержания относительной влажности и концентрации CO2.

Рисунок 6. Конструкция лабораторного термостата

Принцип работы

Прибор поддерживает температуру, влажность, уровень кислорода и углекислого газа, в соответствии с заданными параметрами с помощью датчиков и системы нагрева/охлаждения. Регулировка зависит от типа конструкции. 

Преимущества

• Обеспечение точного климат-контроля. 
• Сбор важных показателей без вмешательства посторонних факторов.
• Защита образцов от загрязнения. 

Критерии выбора

1. Объём и внешние габариты.
2. Материал внутреннего корпуса. Нержавеющая сталь легче очищается и устойчива к коррозии, в отличие от алюминия.
3. Тип вентилятора. Принудительная конвекция подходит для поддержания однородности. При отсутствии необходимости в сушке, подойдёт гравитационный вентилятор.
4. Система управления. Аналоговое включает пронумерованный циферблат и термометр. При цифровом управлении температуру устанавливают и отображают с помощью ЖК-дисплея, микропроцессора или цифрового контроллера.
5. Программируемая система сигнализации в случае перепадов температуры.
6. Водяная или воздушная рубашка для обеспечения равномерного распределения тепла. 
7. Для CO2-инкубаторов: датчики теплопроводности (TCD) или инфракрасные датчики.
8. НЕРА-фильтрация, высокотемпературные циклы обеззараживания, использование антимикробных медных компонентов в камере для уменьшения загрязнения.
9. Внутренние стеклянные дверцы для просмотра содержимого.
10. Съёмные полки.
11. Соответствие отраслевым стандартам.
12. Класс энергоэффективности.
13. Степень точности.

Где купить

В Миллаб Group можно приобрести лабораторные термостаты и инкубаторы от производителей Binder, Lauda. Наши специалисты с удовольствием ответят на ваши вопросы и подберут оборудование в зависимости от решаемых задач для достижения желаемого результата!