Fermate le crepe: perché 0,1°C è importante per i vasi di vetro utilizzati in laboratorio
Chiunque abbia lavorato con attrezzature in vetro da laboratorio conosce quella sensazione di ansia quando si nota una frattura dovuta a sollecitazioni meccaniche. Ci si è impegnati ore per preparare un pezzo di vetro, solo per vedere che esso si rompe a causa di problemi durante la fase di raffreddamento. È davvero frustrante.
Il problema è solitamente legato alle sollecitazioni interne. Se la temperatura varia troppo durante il raffreddamento del vetro, questo si rompe. Ecco perché utilizziamo elementi infrarossi ad alta precisione nei nostri forni. Manteniamo così la temperatura del vetro esattamente al livello necessario, entro un intervallo estremamente ridotto di 0,1°C.
Il trucco sta nel modo in cui riscaldiamo il vetro.
La maggior parte dei forni utilizza bobine resistentive. Queste sono lente: riscaldano prima l’aria, e poi l’aria deve riscaldare il vetro. È un processo lento. Gli elementi infrarossi invece sono diversi: trasmettono direttamente l’energia sulla superficie del vetro, senza passare attraverso l’aria.
Per ottenere questa precisione di 0,1°C, combiniamo questi elementi con controller PID veloci e sistemi di commutazione ad alta frequenza. In questo modo possiamo regolare la potenza di riscaldamento in modo istantaneo. Così non ci sono più problemi legati a temperature eccessive che potrebbero rovinare tutto il lotto di prodotti.
Tutto dipende dalla distribuzione del calore.
Se il calore non è uniforme, si crea semplicemente un altro problema. Una zona “calda” all’interno del forno genera nuove sollecitazioni, mentre si cerca di eliminare quelle esistenti. Per evitare questo, utilizziamo filamenti racchiusi in quarzo: in questo modo la luce e il calore rimangono costanti.
La cosa migliore? Gli elementi infrarossi sono compatti. Possiamo ottenere lo stesso tempo di riscaldamento in uno spazio molto più piccolo, il che permette di risparmiare parecchio spazio.
Ma c’è un problema: non si può trascurare l’isolamento termico. Poiché il calore è molto intenso, qualsiasi perdita di calore nella struttura del forno farà sì che il controller cerchi disperatamente di compensare. Se la struttura non è ben isolata, si perde quella precisione.
Come funziona nella pratica.
Quando installiamo questi elementi nei forni, non li mettiamo semplicemente lì dentro. Li disponiamo in modo strategico, in modo che il vetro venga riscaldato da tutti i lati, evitando così zone fredde.
Per chi lavora in laboratorio, ciò significa meno prodotti difettosi. Inoltre, il trasporto dei prodotti dalla macchina di produzione fino alla scatola di spedizione avviene più velocemente e senza ulteriori problemi.