Какие бывают жидкостные криостаты и их отличия друг от друга

Под лабораторным жидкостным криостатом обычно понимают термостат, способный охлаждать до температур ниже 0 °С. Это ненаучное определение.В специализированной литературе под определением «жидкостной криостат» понимают устройства с рабочими температурами от -60 °С и ниже. Они работают с жидким азотом, водородом или гелием, применяются для относительно узкого круга задач.

В этой статье расскажем о более популярных термостатах-криостатах. С помощью встроенного компрессора и теплообменника терможидкость в их резервуаре охлаждается от комнатной температуры до той, что указана в тех. паспорте для конкретной модели.

Виды, назначение, отличия и сравнение характеристик

Чаще всего в лабораториях применяются приборы с нижним пределом от -10 до -45 °С. Верхний предел может быть любым, от комнатной температуры до +300 °С. В первом случае, вы получите чисто охлаждающий аппарат, во втором высокотемпературный, оснащенный нагревателем. Между этими типами жидкостных криостатов разница заключается в марке используемого теплоносителя. Например, для чисто охлаждающих моделей подходит этиловый спирт, а вот для универсальных подбирается силиконовое масло или ТОСОЛ с соответствующим температурным диапазоном, охватывающим минусовые и плюсовые температуры.

Виды жидкостных криостатов определяют по:
•    конструкции (для внутреннего термостатирования, внешнего, для обоих типов);
•    температурному диапазону (только охлаждающие, способные охлаждать и нагревать);
•    точности поддержания температуры терможидкости.

Приборы для внутреннего термостатирования оснащаются габаритной открытой ванной с крышкой и хорошей теплоизоляцией. Объекты для охлаждения погружаются непосредственно в терможидкость, которая циркулирует вокруг них под действием небольшого встроенного насоса. Для внешнего термостатирования используют мощный циркуляционный насос. Он прокачивает теплоноситель между внутренним, обычно небольшим, резервуаром и внешним контуром, например, рубашкой реактора или конденсатора. Выпускаются также универсальные модели, оснащенные и внутренней ванной, и мощным насосом.

Для жидкостных криостатов разница в точности поддержания температуры определяет их сферу применения. Модели, способные регулировать температуру с точностью до 0,01 °С, востребованы в научных исследованиях, тестировании материалов, поверке измерительных инструментов. Такую точность способны обеспечить только приборы с внутренним резервуаром. Для рутинных лабораторных задач по охлаждению веществ и оборудования, пробоподготовки достаточно точности в 1-2 °С. Это может быть как устройство с внутренней ванной, так и для подачи теплоагента во внешний контур.

Принцип работы

Принцип работы жидкостного криостата основан на явлении теплообмена. Сначала компрессор через теплообменник отнимает тепло у жидкой среды, заполняющей резервуар — у теплоносителя. За счет этого теплообмена в резервуаре поддерживается постоянная, заданная пользователем, температура.

В моделях с внутренней открытой ванной, сторонний объект помещается внутрь, и теплоноситель его охлаждает до установленной температуры.

В моделях с внешним контуром процесс протекает аналогично, но теплообмен происходит не внутри ванны, а снаружи.

Сферы применения

Промышленность выпускает разные виды жидкостных термостатов, которые востребованы в:
•    биологии и микробиологии;
•    химпроме;
•    медицине и ветеринарии;
•    пищепроме;
•    физике;
•    электротехнике;
•    метрологии;
•    лабораториях различного профиля;
•    лакокрасочной индустрии;
•    строительстве и пр.

Применяются они для инкубирования, термостатирования, пробоподготовки, для калибровки инструментов, подачи теплоносителя в фармацевтический реактор, холодильники, ферментеры, спектрофотометры и др.

Правила эксплуатации

Криостаты работают с такими агентами, как силиконовое масло, ТОСОЛ, этиловый спирт. Если у вас модель с открытой ванной, позаботьтесь о том, чтобы помещение было оснащено принудительной вентиляцией. Не забывайте закрывать крышку ванны в то время, как она не используется. Это снизит ненужные потери холода и электроэнергии, уменьшит испарения. Соблюдайте технику безопасности и следуйте инструкции по работе с прибором.