هیتر استیرر چیست، نحوه کار آن چگونه است و چه کاربردی در آزمایشگاه‌ها دارد؟

در آزمایشگاه‌های زیست‌شناسی و شیمی، فرایندهای مختلف مانند واکنش‌های شیمیایی، همگن کردن مواد یا ترکیب محلو‌ل‌ها با هم به هم‌زدن و بالا بردن دما به ‌صورت هم‌زمان نیاز دارند. این کار توسط یک دستگاه کاربردی به نام هیتر استیرر انجام می‌شود که در این مقاله می‌خواهیم آن را از زوایای مختلف بررسی کنیم. 

هیتر استیرر چیست؟

دستگاه هیتر استیرر (Heater Stirrer) یا میکسر حرارتی آزمایشگاهی یا هات‌ پلیت مَگنِت، دستگاهی است که دو کار را هم‌زمان انجام می‌دهد: گرم کردن و هم‌زدن محلول. این دستگاه بیشتر برای آزمایش مایعات با حجم کم استفاده می‌شود. 

بخش بالایی دستگاه از صفحه‌ای صاف و مقاوم در برابر حرارت ساخته شده که جنس آن معمولا از استیل، آلومینیوم یا سرامیک است. در زیر این صفحه، یک المنت حرارتی تعبیه شده که وظیفه‌ی تولید گرما و حفظ دما در محدوده تعیین شده را عهده‌دار است. 

داخل دستگاه نیز یک موتور مغناطیسی قرار گرفته که با چرخاندن میله (مگنت) باعث ایجاد جریان لازم برای حرکت یکنواخت محلول می‌شود. نتیجه کار این دستگاه، گرم‌شدن و حل شدن هم‌زمان مواد جامد و مایع است. 

درباره سایر تجهیزات آزمایشگاهی نیز در مجله تسلا بخوانید

چمبر رطوبت و دما چیست؟

طرز کار با هیتر استیرر چگونه است؟

بد نیست قبل از این‌که به سراغ بررسی اجزا و انواع دستگاه هیتر استیرر برویم و حتی قبل از اینکه شما سراغ خرید هیتر استیرر بروید، نخست نحوه کار با آن را بررسی کنیم. در اولین قدم، ظرف آزمایش را روی صفحه حرارتی می‌گذاریم. سپس میله مغناطیسی که جنس آن معمولا از تفلون است، داخل محلول گذاشته می‌شود.

هرچه قطر و اندازه این میله بیشتر باشد، هم‌زدن حجم بیشتری از محلول مورد نظر امکان‌پذیر می‌شود. میله با ایجاد میدان مغناطیسی شروع به چرخیدن می‌کند و هم‌ خوردن محلول آغاز می‌شود. 

 این دستگاه به‌طور معمول به یک پنل کنترل آنالوگ یا دیجیتال نیز مجهز است که به اپراتور امکان می‌دهد دما و سرعت چرخش را مدیریت کند. در برخی از مدل‌های دیجیتال، یک حسگر دمای خارجی نیز برای اندازه‌گیری مستقیم دمای محلول تعبیه شده است.

در زمان استفاده از هیتر استیرر رعایت چند نکته ایمنی حائز اهمیت است؛ اول این که اگر مواد مورد آزمایش قابل احتراق هستند، باید آزمایش توسط یک صافی انجام شود تا در زمان بالا رفتن دما، آتش‌سوزی رخ ندهد. همچنین استفاده از این دستگاه باید در محیطی با تهویه مناسب باشد. 

آشنایی با انواع هیتر استیرر آزمایشگاهی

کارکرد اصلی هیتر استیررها ساده و تقریبا یکسان است، اما با این‌حال با توجه به تنوع حوزه‌های آزمایشگاهی، مدل‌های مختلفی از این دستگاه تولید شده است که در ادامه با آن‌ها آشنا می‌شویم.

هیتر استیرر آنالوگ

مدل‌های آنالوگ ساده‌ترین و متداول‌ترین نوع در آزمایشگاه‌ها هستند، این دستگاه‌ها دو پیچ مجزا دارند؛ یکی برای تنظیم سرعت چرخش و دیگری برای کنترل دما. تنظیمات به ‌صورت دستی انجام می‌شود و خبری از نمایشگر دیجیتال نیست. 

هیتر استیرر آنالوگ برای کارهای عمومی، ساخت محلول‌های ساده و واکنش‌های شیمیایی که نیاز به دقت بالا ندارند مناسب است. از مزایای آن می‌توان به قیمت پایین و تعمیر آسان اشاره کرد، اما دقت آن نسبت به مدل‌های دیجیتال کمتر است.

هیتر استیرر دیجیتال

مدل‌های دیجیتال با نمایشگر LED یا LCD عرضه می‌شوند و مجهز به سیستم کنترل دقیق یا  PID هستند. این سیستم تغییرات دما را در محدوده‌ی بسیار جزئی حفظ می‌کند. اپراتور می‌تواند دما، سرعت چرخش و حتی زمان کار دستگاه را به‌ شکلی دقیق تنظیم کند. 

وجود حسگر دمای خارجی در این مدل به محققان امکان می‌دهد دمای واقعی محلول را بدانند. این مدل‌ها برای آزمایش‌های حساس و تکرار پذیر در شیمی تحلیلی یا داروسازی کاربرد دارند.

هیتر استیرر چند خانه

در آزمایشگاه‌هایی که چندین محلول باید هم ‌زمان آماده یا آزمایش‌ها باید در حجم بالایی انجام شوند، هیتر استیررهای چند خانه کاربرد دارند. در این مدل هر خانه دارای موتور مغناطیسی مستقل است، اما گرمایش همه‌ی آن‌ها به‌صورت مشترک کنترل می‌شود. 

این دستگاه‌ها فضای زیادی اشغال می‌کنند اما بهره‌وری کار را به‌طور چشمگیری افزایش می‌دهند و در خطوط کنترل کیفیت استفاده می‌شوند.

هیتر استیرر قابل برنامه‌ریزی (Smart/Programmable Models)

در مدل‌های پیشرفته‌تر یا سفارشی‌، تنظیمات دستگاه از طریق نرم‌افزار، پورت USB یا بلوتوث انجام می‌شود. این مدل‌ها امکان تعریف پروفایل دمایی، کنترل از راه دور و ثبت داده‌های دما و سرعت را دارند. 

چنین دستگاه‌هایی در آزمایشگاه‌های تحقیقاتی پیشرفته یا خطوط R&D صنایع دارویی رایج‌اند و بالاترین دقت و میزان کنترل را در اختیار آزمایشگاه‌ها می‌گذارند.

در جدول زیر این مدل‌ها را باهم به‌ طور خلاصه مقایسه کرده‌ایم:

کاربردها و موارد استفاده هیتر استیرر در آزمایشگاه

هیتر استیرر یکی از مهم‌ترین ابزارهای آزمایشگاهی است که می‌تواند در چندین آزمایش و فرایندهای مختلف به کار رود. این دستگاه کم و بیش در تمام آزمایش‌های علمی کاربرد دارد. در ادامه اصلی‌ترین حوزه‌های کاربرد آن را بررسی می‌کنیم:

• در شیمی تجزیه از آن برای حل ‌کردن مواد جامد در حلال‌ها و آماده‌سازی محلول‌ها استفاده می‌شود.
• در شیمی آلی و معدنی نیز برای انجام واکنش‌های حساس به دما، مانند سنتز ترکیبات یا تبخیر کنترل‌ شده‌ حلال‌ها، این دستگاه نقش حیاتی دارد.
• در بیوتکنولوژی و بیوشیمی، از هیتر استیرر برای مخلوط کردن محیط‌های کشت، محلول‌های بافر یا محلول‌های آنزیمی استفاده می‌شود.
•  در صنایع دارویی، برای آماده‌سازی محلول‌های آزمایشی و در کنترل کیفیت محصولات نیز مدل‌های دیجیتال این دستگاه کاربرد فراوانی دارند. 
• در آزمایشگاه‌های صنعتی و دانشگاهی، از این دستگاه برای انجام آزمایش‌های تحقیقاتی که نیاز به شرایط کنترل شده دارند استفاده می‌شود.

اگر بخواهیم خیلی کلی‌تر بگوییم، از این دستگاه می‌توان برای هر آزمایشی که نیاز به هم زدن و بالا بردن دما به صورت همزمان دارد، استفاده کرد.

استیرر Ika را از واردکننده رسمی بخرید

حرید استیرر آزمایشگاهی

چند نکته ایمنی و تکنیکی برای استفاده از هیتر استیرر

هیتر استیرر دستگاهی است که در آن حرارت و میدان مغناطیسی در کنار هم قرار می‌گیرند. از این رو رعایت برخی نکات برای بالا بردن ایمنی و عملکرد مناسب آن ضروری است. 

نخست باید دستگاه روی سطحی صاف و مقاوم در برابر حرارت قرار بگیرد تا از لرزش یا افتادن ظرف آزمایش جلوگیری شود. همیشه قبل از روشن ‌کردن دستگاه، بررسی کنید که سیم برق و بدنه‌ سالم باشند و هیچ‌گونه ترک یا شکستگی روی صفحه‌ی حرارتی وجود نداشته باشد. در زمان کار، نباید از ظروف پلاستیکی یا موادی که در برابر حرارت مقاومت پایینی دارند استفاده کرد، چرا که به احتمال زیاد یا ذوب می‌شوند یا می‌شکنند.

همواره به خاطر داشته باشید پس از استفاده، سطح صفحه حرارتی باید در حالی که هنوز گرم است، با پارچه‌ی نرم و مرطوب تمیز شود تا رسوب مواد شیمیایی روی آن باقی نماند. اگر از مدل‌های مجهز به حسگر خارجی استفاده می‌کنید، لازم است پروب دما به ‌آرامی از محلول خارج و خشک شود. 

نگهداری دستگاه در محیط خشک، بدون گرد و غبار و با تهویه‌ی مناسب، عمر مفید آن را افزایش می‌دهد. همچنین توصیه می‌شود که دستگاه به‌صورت دوره‌ای کالیبره شود تا دقت دمایی و سرعت چرخش آن حفظ شود. 

رعایت این نکات نه‌تنها از بروز خطرات احتمالی مانند اتصال برق یا شکست ظرف جلوگیری می‌کند، بلکه عملکرد دقیق و طول عمر بالای دستگاه را نیز تضمین می‌کند. شما می‌توانید برای دریافت مشاوره‌های تخصصی درباره هیتر استیرر و کالیبره کردن دستگاه، با متخصصان ما در شرکت مهندسی نوآوران آزمون تسلا تماس بگیرید.

هیتر استیرر، دستگاهی که بدون آن آزمایشگاه کامل نیست

هیتر استیرر یکی از تجهیزات کلیدی در هر آزمایشگاه است، این دستگاه امکان کنترل دما و هم‌زدن یکنواخت محلول را در اختیار محققان می‌گذارد تا در بهترین شرایط واکنش‌ها و آماده‌سازی نمونه‌ها را انجام دهند. 

این دستگاه در شاخه‌های مختلف علمی از شیمی و زیست شناسی تا داروسازی کاربرد دارد و مدل‌های متنوع آن بسته به نیاز، از نوع آنالوگ ساده تا دیجیتال و هوشمند طراحی می‌شوند.