Лабораторные бани: водяные, масляные, песчаные

Водяные, масляные или песчаные бани — это один из старейших и самых распространённых видов лабораторного оборудования. Их повсеместно используют для нагревания или охлаждения образцов или поддержания их при постоянной температуре.

В зависимости от задач, стоящих перед лабораторией, вы можете выбрать одну или несколько бань, или более технологичный их аналог — термостаты (жидкостные, суховоздушные или твердотельные), чиллеры (они же охлаждающие термостаты) или циркуляционные термостаты, если вам нужно поддержание температуры в большой системе. В этой статье мы расскажем только про бани как наиболее простой и доступный вариант.

Температура нагрева

Первый и самый очевидный параметр, по которому нужно выбираться баню — это теплоноситель, а, значит, и максимальная температура нагрева.

Сразу же нужно определиться, нужна ли вам баня с охлаждением. У бань без охлаждения минимальная температура работы равна 25-30 °С (это не означает, что она не сможет нагреться на меньшую температуру, это означает, что для точного поддержания заданной температуры необходима некая разница между комнатной температурой и температурой бани). Обычно производители пишут разницу между комнатной температурой и минимальной рабочей, к примеру: Т_комн+5 °С, что означает, что при 22 °С в помещении лаборатории баня точно сможет поддерживать температуру от 27 °С, а при 17 °С — от 22 °С.

Если вам нужно работать при температуре, которая близка к комнатной, то вам нужна баня с охлаждением. Если ваши образцы требуют температуры от 30 °С, то получится сэкономить.

Если вам нужны относительно небольшие отрицательные температуры (до −10 °С), то вам подойдут рециркуляционные водяные и масляные бани с охлаждением. Если нужны более низкие температуры, то придётся обзаводиться охлаждающим термостатом — они могут обеспечивать температуру до −100 °С, но стоят намного дороже.

Водяные бани

Для подавляющего большинства лабораторных применений хватает водяной бани. С их помощью можно провести реакцию при относительно высокой температуре в биологических лабораториях, нагреть легковоспламеняющиеся химические вещества, подогреть растворы перед инъекцией, приготовить реагенты.

Каждый производитель указывает максимальную температуру работы (обычно это 100 °С, хотя, к примеру, большинство бань Yamato рассчитано на работу до 80 °С) и можно ли использовать другой теплоноситель, помимо дистилированной воды.

Объём камеры

Компактные бани для небольших лабораторий обычно не превышают объёмом 5-7 литров. Есть бани и на 10 литров.

В небольших банях обычно нет циркуляции, т.е. тепло к образцу передаётся конвекцией. Это несколько снижает точность нагрева. Некоторые производители снабжают бани магнитной или верхнеприводной мешалкой, которая во время работы перемешивает воду и способствует равномерной передаче тепла.

Многие бани снабжены кольцами и насадками для колб, стаканов или пробирок различных размеров. Производитель может указывать не объём, а количество мест для образцов — два места, четыре, шесть и даже восемь. Есть бани со штативами, на которых можно закрепить большие колбы, или со штативами под пробирки.

Обязательно посмотрите, чтобы у бани был кран для слива теплоносителя. В самых бюджетных моделях его может не быть, и в таком случае кому-то придётся вычерпывать десять или двадцать литров воды подручной посудой.

Рециркуляция теплоносителя и точность поддержания температуры

В банях большого объёма точность поддержания температуры обеспечивается рециркуляцией. Такие бани занимают достаточно много места, и объём теплоносителя в них может быть и 40 литров, и 70, и 140.

Прецизионные водяные бани могут поддерживать температуру с точностью до 0,01 °С. Это происходит за счёт постоянной рециркуляции воды и работы высокоточного термостата. Их обычно используют в биохимических или медицинских лабораториях, где однородность нагрева очень важна.

Программные возможности

У большей части моделей бань возможности задания нескольких температур отсутствуют. Более дорогие бани, которые правильнее считать полноценными жидкостными термостатами, позволяют задать схему изменения температуры. К примеру, бани Yamato серии BH и BA могут изменять температуру, время и режимы перемешивания.

Такие бани применяют в фармацевтических и медицинских исследованиях.

Низкотемпературные бани

Бани с охлаждением используют для отвода тепла от образцов или для бережного размораживания или нагрева до комнатной температуры. Охлаждение у них воздушное (тут опять условное разделение различных устройств — баню с жидкостным охлаждением скорее назовут чиллером или охлаждающим термостатом, а не баней, хотя функционально они не отличаются).

Как и бани без охлаждения они могут быть разных размеров, а также с разными температурными диапазонами.

Специализированные бани

Если вам нужна баня под конкретное и стандартизированное приложение, то вполне возможно, что давно существует специализированное оборудование под ваш ГОСТ. К примеру, для определения содержания жира в молоке по Герберу (ГОСТ Р ИСО 2446-2011) выпускаются бани-редуктазники (или вот ещё совсем бюджетный вариант). Для медицинских лабораторий, исследующих сыворотку крови, выпускаются серологические бани. Для определения вязкости и плотности нефтепродуктов есть свои термостаты.

Также существуют бани-шейкеры, которые могут одновременно греть и встряхивать образцы.

Масляные бани

Масляные бани устроены практически так же, как и водяные. Различные масла позволяют значительно расширить диапазон рабочих температур. Масляные бани более требовательны к технике безопасности: работать с ними надо только под тягой, следить, чтобы в баню не попала даже капля воды (даже неопытный кулинар скажет, что нет ничего хуже брызг кипящего масла со сковородки, на которую попала вода), и обязательно следить за температурой нагрева — масло, в отличие от воды, при сильном нагреве не закипает и может непредсказуемо вспыхнуть. Также важно не переливать масло выше максимальной отметки — оно очень сильно расширяется при нагреве и может в лучшем случае просто вытечь, а в худшем — испортить ваши образцы или загореться.

В остальном масляные бани — это достаточно надёжное и простое лабораторное оборудование. Более дорогие бани имеют резервные устройства защиты от перегрева (иногда до трёх штук на баню, как бани Yamato серии BOA).

Для каждой бани производитель указывает предпочтительные марки масла. В банях российского производства обычно используются полиметилсилоксановые жидкости (ПМС) различной вязкости. Иногда масло заменяют на сплав Вуда.

Комбинированные бани

Можно сэкономить место на рабочем столе и купить баню, которую, хорошенько отмыв, можно использовать как водяную. Это должна быть специализированная комбинированная баня, потому что вода и масло значительно отличаются теплоёмкостью, и обычную водяную баню вы просто испортите маслом, а термостат масляной бани не рассчитан на прекрасно испаряющуюся дистилированную воду.

Песчаные бани

Песчаные бани намного безопасней масляных и позволяют поднимать температуру до 500 °С. Известны ещё со времён средневековых алхимиков.

Их недостатком является неравномерный прогрев и сложности в поддержании постоянной заданной температуры.

Самый простой и бюджетный вариант — это электрическая плитка с кастрюлькой. Хорошо комбинируется с водяной, если использовать разные кастрюльки. Более дорогие варианты обеспечивают точный нагрев поверхности, но всё ещё не очень хорошую равномерность нагрева теплоносителя.

Менеджеры «НВ-Лаб» знают всё о различных банях и термостатах и с радостью вам помогут подобрать оборудование под ваши задачи. Звоните или пишите:

• Тел.: 8 (800) 500-93-80.
• Email: info@nv-lab.ru.