Температурные диапазоны сушильных шкафов

От максимальной рабочей температуры зависит почти вся конструкция прибора: материал внутренней камеры, толщина и тип теплоизоляции, мощность нагревателей, тип датчиков и электронных компонентов. Поэтому шкаф, рассчитанный на +300 °C, нельзя «разогнать» до +400 °C: деформируется камера, выйдут из строя уплотнения и датчики, возрастёт пожарный риск. По верхнему пределу лабораторные шкафы КАДАММ делятся на четыре группы.

Верхний пределСерии КАДАММТипичные задачи
До +200 °CСШ-Е4, СШ-Е6Сушка проб и посуды, гравиметрический анализ
До +250 °CСШ-Е2, СШ-Ф1, СШ-Ф5Сушка, сухожаровая обработка, депирогенизация при +250 °C
До +300 °CСШ-Е7, КАДАММ СШ-Ф4, СШ-Ф10Термообработка, отверждение покрытий, депирогенизация
До +400 °CСШТ1, СШТ2Отжиг, искусственное старение, специальная термообработка
До +500…+600 °CСШТ3, СШТ4, СШТ5Материаловедение, обжиг образцов, испытания на термостойкость

Выше +600 °C сушильный шкаф уже не применяют: для таких температур существуют муфельные печи с другой футеровкой и нагревателями.

Какая температура нужна под какую задачу

+100…+120 °C: стандартная сушка

Основной режим удаления влаги. При +105 °C сушат пробы почв, кормов, зерна, строительных материалов до постоянной массы; при +110…+120 °C — лабораторную посуду после мойки. При высокой влажности загрузки и больших партиях принудительная конвекция сокращает время сушки: подробности — в статье «Естественная или принудительная конвекция в сушильном шкафу».

+160…+200 °C: сухожаровая обработка

Стерилизация сухим жаром лабораторной посуды и инструмента проводится в нескольких распространённых режимах: 160 °C / 150 мин (щадящий, для изделий, не переносящих высокой температуры), 180 °C / 60 мин (основной) и 200 °C / 30 мин (ускоренный, только для термостойких материалов). Допустимость режима для конкретного изделия определяет изготовитель изделия, а запись о каждом цикле ведут в журнале — об этом в статьях «Режимы сухожаровой обработки: 160, 180, 200 °C» и «Журнал контроля работы воздушного стерилизатора». Для такой работы подходят шкафы из раздела «Сухожаровые шкафы (воздушные стерилизаторы)».

+200…+300 °C: термообработка и депирогенизация

В этом диапазоне отверждают лаки, эпоксидные и полимерные составы, снимают внутренние напряжения в деталях после механической обработки, проводят отжиг. Здесь же лежит режим депирогенизации стеклянной тары: обычно 250 °C / 30 мин или 300 °C / 15 мин, при которых разрушаются термостойкие эндотоксины. Шкаф для сухожаровой обработки при +180 °C для этого не подойдёт — ему просто не хватит температуры. Нужен шкаф с принудительной конвекцией и расширенным диапазоном, например КАДАММ СШ-Ф4 (до +300 °C, программируемый) из раздела «С принудительной конвекцией».

+300…+600 °C: спецтермообработка и материаловедение

При +300…+400 °C отжигают алюминиевые сплавы, проводят искусственное старение, отверждают высокотемпературные покрытия. Диапазон +400…+600 °C — металлография (отжиг шлифов, снятие напряжений), обжиг керамических образцов, испытания материалов на термостойкость. Для этого предназначены серии из раздела «Высокотемпературные»: КАДАММ СШТ1 (до +400 °C), КАДАММ СШТ3 (до +500 °C), КАДАММ СШТ5 (до +600 °C).

Режимы около комнатной температуры

Культивирование микроорганизмов (+37 °C для большинства бактерий), биохимические реакции и инкубация образцов — это термостатирование, а не сушка. Для него нужен термостат или шкаф-термостат: нагреватель с большим диапазоном регулировки не заменит прибор, рассчитанный на длительную работу в области низких уставок. Разбор — в статье «Сушильный шкаф-термостат: что это и когда он выгоден».

Из чего состоит цикл: выдержка, прогрев, охлаждение

Время, указанное в режиме, — это только выдержка на заданной температуре. Полный цикл длиннее и состоит из трёх частей.

  1. Прогрев. Камера выходит на уставку за 15–40 мин в зависимости от объёма, мощности и загрузки.
  2. Выдержка. Отсчёт времени начинают с момента, когда температура во всём объёме загрузки достигла заданной, а не с момента включения.
  3. Охлаждение. До безопасной выгрузки (обычно +60…+80 °C) шкаф остывает 30–60 мин. Дверь раньше времени не открывают.

Для режима 180 °C / 60 мин полный цикл составляет примерно 2–2,5 ч, и этот запас закладывают в план рабочего дня.

Особые режимы

Вакуумная сушка: пониженные температуры

В вакууме температура кипения жидкостей резко падает: при разрежении 0,1 МПа вода кипит примерно при +40…+50 °C вместо +100 °C. Это позволяет сушить термолабильные образцы и гигроскопичные порошки при щадящих температурах, без окисления на воздухе. Принцип разобран в статье «Вакуумный сушильный шкаф: принцип работы и что в нём сушат», ассортимент — в разделе «Вакуумные».

Многоступенчатые программы

Программируемые шкафы позволяют задать последовательность ступеней с разной температурой и длительностью. Типовой профиль для термообработки: прогрев до +100 °C с выдержкой 30 мин (равномерный прогрев образца), нагрев до +180 °C с выдержкой 60 мин (основная обработка), плавное охлаждение до +60 °C с выдержкой 30 мин (чтобы избежать растрескивания). Программируемое управление есть, например, у СШ-Ф4 и СШ-Ф10.

Инфракрасный нагрев

В инфракрасных моделях образец нагревается излучением, а не горячим воздухом, поэтому выход на режим в несколько раз быстрее.

Уставка на дисплее — не температура образца. Датчик измеряет воздух в одной точке камеры, а образец прогревается медленнее и зависит от массы, формы и тары. Поэтому в методике время выдержки считают от момента прогрева самого образца, а в ответственных случаях ставят контрольный датчик рядом с загрузкой.

Точность и равномерность температуры

Кроме максимума, шкаф характеризуют точностью поддержания температуры. Ориентиры по задачам:

Точность поддержанияГде применяют
±3–5 °CГрубая сушка, неответственные операции; приборы без вентилятора с простым регулятором
±1–2 °CСтандарт для лабораторных задач: сушка проб, посуды, сухожаровая обработка
±0,3–0,5 °CАккредитованные испытания и метрология; программируемые прецизионные приборы с платиновыми датчиками
±0,1 °CСпециальные применения и прецизионные испытания; исполнения под заказ

Для большинства задач хватает ±1–2 °C. Прецизионная точность нужна, когда методика или система качества лаборатории (например, требования ГОСТ ИСО/МЭК 17025) задаёт узкий допуск. Для таких задач предусмотрены прецизионные серии, например КАДАММ СШ-Ф7 (31–210 л, до +250 °C).

Не путайте два параметра. Точность поддержания показывает, как температура колеблется во времени в контрольной точке. Равномерность показывает разброс температуры между разными точками камеры. На шкафе с принудительной конвекцией разброс обычно меньше, чем в камере с естественной циркуляцией, где верхние полки теплее нижних. Если загружено много образцов на нескольких уровнях, определяющей становится именно равномерность: для её проверки применяют картирование камеры по контрольным точкам, как описано в статье «Аттестация сушильного шкафа: равномерность и контрольные точки».

Датчики температуры периодически проверяют: для рутинных задач — раз в один-два года, для аккредитованных лабораторий — ежегодно по графику поверки.

Как подобрать шкаф под температурный режим

  1. Определите самую высокую температуру в ваших методиках и добавьте запас 10–20 %: шкаф лучше не использовать на пределе.
  2. Если нужна депирогенизация или отжиг, проверьте, что верхний предел не ниже +300 °C; для +400 °C и выше выбирайте высокотемпературную серию.
  3. Для крупных партий и многоуровневой загрузки берите принудительную конвекцию, для лёгких образцов — естественную.
  4. Определите требуемую точность и равномерность по допуску методики, а не по максимуму из каталога.
  5. Если режимы повторяются, смотрите программируемые модели: они снимают ручное переключение ступеней.

Общий порядок выбора — в руководстве «Как выбрать лабораторный сушильный шкаф».