فرن تجفيف تحت الفراغ

أنواع أفران التجفيف بالفراغ

فرن التجفيف هو جهاز يوفر الحرارة لتجفيف المواد. فرن التجفيف بالفراغ هو نوع خاص من المجففات التي تعمل في بيئة فراغ. تتمثل فائدة استخدام فرن التجفيف بالفراغ في أنه يمكنه تجفيف المواد عند درجة حرارة منخفضة. ويعود ذلك إلى أن تسخين المواد يحدث بشكل أسرع عندما يكون الضغط منخفضًا أو في فراغ. هناك نوعان رئيسيان من أفران التجفيف بالفراغ: الدوار والرف.

• فرن التجفيف بالفراغ الدوار

  يعمل فرن التجفيف بالفراغ الدوار عن طريق تجفيف المادة في صينية تدور. تحتوي الصينية على سخان مثبت فيها، وعند دوران الصينية، فإنها تعرض جميع أجزاء المادة التي يتم تجفيفها للسطح الساخن. يمكن عزل السخان بحيث لا يهرب الحرارة إلى البيئة. غالبًا ما يتم ربط مُبخّر دوار بالفرن للحفاظ على الفراغ داخل الفرن.

• فرن التجفيف بالفراغ الرف

  يحتوي فرن التجفيف بالفراغ الرف على رفوف تحمل المادة المراد تجفيفها. يتم تسخين الرفوف من الأسفل. يتم تجفيف سطح المادة المُسخّنة بواسطة الرف أولاً. ثم يتم تعريض الجزء المجفف للرف مرة أخرى حتى تجف المادة بأكملها. هذا النوع من الأفران أكثر شيوعًا من فرن التجفيف بالرف الدوار. وهو مثالي لتجفيف المواد الحساسة للحرارة. يمكن أيضًا استخدام فرن التجفيف بالفراغ الرف لصنع الطعام المجفف.

كلا نوعي الأفران لهما بعض الميزات المشتركة. على سبيل المثال، جميع مجففات الفراغ تحتوي على لوحة تحكم تتحكم في إعدادات درجة الحرارة والوقت، وتراقب عملية التجفيف بأكملها. أيضًا، تحتوي معظم التصميمات على ميزات أمان مثل حماية ضد ارتفاع درجة الحرارة لمنع الحوادث أو المخاطر. يسمح فرن التجفيف بالرف ذو النافذة الزجاجية المُقسّاة للمستخدمين برؤية داخل الفرن دون فتحه. الزجاج شفاف ويمكنه تحمل الحرارة العالية. فرن التجفيف بالفراغ ذو النافذة الزجاجية غير مناسب لجميع أنواع الأفران. تُستخدم النوافذ الأمامية بشكل أساسي في أفران التجفيف بالرف.

فرن التجفيف بالفراغ فعال وسريع. عند اختيار فرن مناسب للشراء، يجب على المشترين مراعاة سعة الفرن. فرن التجفيف ذو السعة الأكبر مناسب للتوسع. يجب عليهم أيضًا مراعاة نطاق درجة الحرارة والميزات وخيارات التخصيص التي قد تكون متاحة.

مواصفات وصيانة أفران التجفيف بالفراغ

تأتي معدات التجفيف بالفراغ مع مواصفات وميزات متنوعة تساعد على تحسين الأداء عند تجفيف العينات في درجات حرارة منخفضة.

• نطاق درجة الحرارة المتاح

  تتمتع مجففات الفراغ بمختلف نطاقات درجات الحرارة اعتمادًا على الشركة المصنعة والتصميم. يمكن لمعظم الطرز العمل في نطاق درجة حرارة يصل إلى 220 درجة مئوية. يمكن لبعض الطرز المتقدمة أن تصل إلى 300 درجة مئوية. كلما انخفضت درجة الحرارة، كانت جودة المواد المجففة أفضل.

• حجم الفرن

  هذه هي المساحة التي يوفرها فرن التجفيف بالفراغ لوضع المواد أو العينات للتجفيف. يتم قياس الحجم عادةً باللتر. تشمل أحجام أفران الفراغ القياسية 23 لترًا و 50 لترًا و 110 لترًا و 210 لترًا، من بين نماذج أخرى. تتمتع أفران التجفيف بالفراغ الصناعية بأحجام أكبر لاستيعاب المزيد من مواد العينة.

• ضغط الفراغ

  يحدد مستوى الضغط في الفرن درجة غليان الماء في المادة المراد تجفيفها. تؤدي مستويات الفراغ الأعلى، المقاسة بالملي بار أو تور، إلى خفض الضغط في الفرن مما يسمح بتبخر الرطوبة في المواد عالية الغليان.

• تحكم درجة الحرارة

  تأتي أفران التجفيف بالفراغ الحديثة مع تحكم ذكي في درجة الحرارة يسمح للفني بتعيين وتنظيم درجة الحرارة المطلوبة أثناء التجفيف. بعض الميزات هي تحكم PID بدقة درجة حرارة +/- 2 درجة مئوية

• طريقة التسخين

  تستخدم شركات تصنيع مجففات الفراغ طرق تسخين مختلفة لتوفير الحرارة لمادة العينة. الأكثر شيوعًا هي أفران التوصيل التي تستخدم الحرارة من جدران الفرن والرفوف، والتوصيل الحراري الذي يستخدم مضخة فراغ لدوران الهواء الساخن حول الغرفة.

• التجانس

  يجب أن يظهر فرن التجفيف بالفراغ تجانسًا في درجة الحرارة مع عدم وجود أكثر من +/- 5 درجات مئوية من النقطة المحددة في جميع مستويات رف الفرن. يُعد تجانس درجة الحرارة أمرًا مهمًا لتجفيف جميع أنواع المواد بشكل متسق.

• الصيانة

  من المهم للغاية إجراء صيانة منتظمة لفرن التجفيف بالفراغ لحماية المواد التي يتم تجفيفها والحصول على نتائج دقيقة. يُنصح بإجراء تمرين صيانة أسبوعي لإطالة عمر المعدات والحفاظ على أدائها.

• صيانة شهرية

  يُنصح المستخدمون بمعايرة نظام التحكم في درجة حرارة الفرن كل شهر. أثناء صيانة مضخة الفراغ، يجب على الفني التحقق من وجود تسربات في النظام واستبدال جميع الخراطيم والحشيات البالية أو التالفة. إجراء عملية تنظيف شاملة عن طريق إزالة الرفوف والفلاتر ثم تنظيف جميع الأجزاء بالمكنسة الكهربائية وفركها.

تطبيقات أفران التجفيف بالفراغ

تُستخدم أفران التجفيف بالفراغ في العديد من الصناعات والمجالات. فيما يلي استخدام مفصل لفرن الفراغ في مختلف الصناعات والتطبيقات.

• الصناعات الدوائية والكيميائية

في الصناعة الكيميائية، تزيل أجهزة فرن التجفيف بالفراغ الرطوبة من المركبات الكيميائية والمساحيق تحت درجات حرارة مرتفعة. تحافظ العملية على سلامة المركبات الكيميائية. ومن الأمثلة على ذلك كلوريد الصوديوم وكربونات الصوديوم وحمض الستريك وحمض البنزويك، على سبيل المثال لا الحصر.

• علوم المواد والهندسة

يساعد فرن التجفيف بالفراغ مجال علوم المواد والهندسة على دراسة وتحليل خصائص وسلوكيات المواد المختلفة. يفحص مجال علوم المواد والهندسة المواد الخزفية والبوليمرية والسبائك، على سبيل المثال لا الحصر. يسمح الفرن بإزالة الغازات والرطوبة. وتؤدي النتائج بدورها إلى تمكين العلماء من تقوية المواد واستقرارها وتحسين خصائصها.

• صناعات الإلكترونيات وشبه الموصلات

تتعامل صناعات الإلكترونيات وشبه الموصلات مع مكونات إلكترونية وشبه موصلة حساسة، مثل لوحات الدوائر والترانزستورات والديودات. يقوم فرن الفراغ بتجفيف وإعداد هذه المنتجات لعملية التجميع أو لحامها. يحمي أو يمنع أكسدة سطح المواد الحساسة للرطوبة.

• صناعة الأغذية والمشروبات

في صناعة الأغذية والمشروبات، يقوم فرن التجفيف بالفراغ بتجفيف الطعام عند درجات حرارة منخفضة. يحافظ فرن الفراغ على سلامة المكونات ويحافظ على القيمة الغذائية. كما يتم تجفيف الأطعمة مثل الفواكه والأعشاب والخضار، على سبيل المثال لا الحصر، باستخدام الفرن. لحوم الدواجن واللحم المجفف هي مثال آخر.

• النسيج والجلود

تستخدم صناعة النسيج والجلود أفران التجفيف بالفراغ لتجفيف مواد النسيج والجلود. من المعروف أن المواد مثل الجلد والنسيج مواد ذات رطوبة عالية ورطوبة. تسهل وحدات فرن التجفيف بالفراغ للنسيج / الجلود عمليات الصباغة والتشطيب.

• الأجهزة الطبية والرعاية الصحية

يتم إنتاج الأجهزة الطبية والرعاية الصحية في بيئات معقمة. يجب أن تكون الأجهزة، مثل الأدوات الجراحية والقسطرة والغرسات، معقمة وخالية من الرطوبة. يساعد فرن التجفيف بالفراغ في تعقيم وتطهير الأجهزة قبل التعقيم. كما أنه يساعد على إزالة السموم والمذيبات العضوية من المواد والركائز المستخدمة في الأجهزة.

• البيئة والتكنولوجيا النظيفة

يلعب فرن التجفيف بالفراغ دورًا مهمًا في صناعة البيئة والتكنولوجيا النظيفة. تساعد الأفران في معالجة وتطهير التربة الملوثة والطمي والرواسب. يتم تحديد وإزالة المركبات الضارة والمركبات العضوية المتطايرة (VOCs) باستخدام فرن التجفيف بالفراغ. مثال: شركات التكنولوجيا النظيفة التي تقوم بتحويل النفايات إلى طاقة.

• صناعات الفضاء والسيارات

في صناعات السيارات والفضاء، يُستخدم فرن التجفيف بالفراغ في كل من تطبيقات إزالة الغازات والتجفيف. تجفف الأفران المواد الحساسة في صناعات السيارات والفضاء والصناعات الأخرى ذات المتطلبات العالية. كما يتم تجفيف المواد، مثل أختام أكياس الفراغ والأجزاء المركبة. يمكن لفرن الفراغ تسريع مرحلة إزالة الغازات من عمليات علاج البوليمر والراتنج. ومن الأمثلة على ذلك إزالة الغازات من المركبات المركبة من ألياف الكربون ومواد البري بريك، على سبيل المثال لا الحصر.

• البناء والتشييد

في مجال البناء والتشييد، يساعد فرن التجفيف بالفراغ في تجفيف الأخشاب والخشب ومواد البناء الأخرى. يتم إعداد المواد قبل الاستخدام للحفاظ على السلامة الهيكلية. تُستخدم وحدة فرن التجفيف بالفراغ بشكل نموذجي في صناعة الحفاظ على الأخشاب ومعالجة الأخشاب. يساعد في منع انتشار تعفن الخشب والتلف الناتج عن الفطريات.

• البحث والتطوير

في البيئات التعليمية التي يتم فيها إجراء البحوث والتطوير، يُستخدم فرن الفراغ لتجفيف العينات قبل التحليل. يتطلب مجال البحث والتطوير العلمي من العلماء إجراء تجارب واختبار عينات في ظروف خاضعة للرقابة. يساعد فرن التجفيف بالفراغ على التحكم في مستويات درجة الحرارة والرطوبة. تضمن الأداة الموثوقية في مجال البحث والتطوير، مما يعزز دقة الدراسات العلمية.

كيفية اختيار فرن التجفيف بالفراغ

إن مزيج الحرارة والفراغ في فرن التجفيف بالفراغ فعال لمجموعة واسعة من المواد. عند تحديد نوع فرن التجفيف بالفراغ الذي يجب شراؤه، تستحق ميزات رئيسية معينة مراعاتها:

• مضخة الفراغ: تُعد المضخة جزءًا حيويًا لأنها هي التي تولد وتحافظ على الفراغ داخل الفرن. بينما تخدم جميع مضخات الفراغ نفس الغرض بشكل أساسي، إلا أنها تختلف في السعة (تصنيف CFM)، ونوعها (ريشة دوارة محكمة الغلق بالزيت، ماص هواء، إلخ)، ومستوى الضوضاء. بالنسبة لأي وصفة تجفيف معينة، يعتمد الوقت المستغرق أيضًا على CFM المضخة. يعني تصنيف CFM أعلى إزالة المزيد من الهواء من الغرفة، مما يؤدي إلى فترات تجفيف أقصر. ومع ذلك، قد تكون المضخة ذات CFM عالية جدًا صاخبة. قد يفضل بعض المستخدمين مضخة أكثر هدوءًا، وإذا كان هذا هو الحال، فمن الأفضل إعطاء الأولوية لكونها أقل من 500 CFM. في هذه الحالة، من المهم التأكد من أن المضخة لديها طاقة كافية لإكمال مهام التجفيف في غضون فترة زمنية مقبولة.
• طريقة التسخين: قد يرغب العملاء في معرفة كيفية تحقيق الفرن والحفاظ على درجة الحرارة. الخيارات هي التوصيل الحراري (مع عنصر تسخين كهربائي)، والتسخين بالبخار، والتسخين بالأشعة تحت الحمراء. التوصيل الحراري هو الطريقة الأكثر شيوعًا، ويمكن للفرن الوصول إلى درجات حرارة تصل إلى 200 درجة مئوية. يسمح التسخين بالأشعة تحت الحمراء للفرن بالوصول إلى درجات حرارة أعلى تصل إلى 300 درجة مئوية، بينما يحقق التسخين بالبخار درجة حرارة بين 100 و 160 درجة مئوية.
• نظام التحكم في الفرن: تتميز بعض الأفران بوحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة (PLC) للتحكم الدقيق والمتطور في درجة الحرارة ومستوى الفراغ. قد تحتوي على شاشة لمس لسهولة التشغيل، وقد تتضمن أيضًا إمكانيات تسجيل البيانات. إذا أراد المشترون تهوية وتسجيل بيانات عملية التجفيف، فيجب عليهم اختيار فرن بهذه الأنواع المتقدمة من أنظمة التحكم.
• حجم غرفة الفرن: سيتعين على العملاء تحديد مدى كبر أو صغر الفرن المطلوب بناءً على حجم المادة المراد تجفيفها وتوافر مساحة الأرضية.
• نوع الباب: يمكن للمشترين الاختيار من بين باب منزلق أفقي وباب رفع رأسي. يجعل باب الرفع الرأسي تحميل وتفريغ المواد أسهل. ومع ذلك، فإن الباب المنزلق الأفقي أكثر ملاءمة لفرن ذو غرفة كبيرة، حيث لا يمكن فصل الأبواب بسبب العرض.

أسئلة وأجوبة حول فرن التجفيف بالفراغ

س1: هل فرن الفراغ هو نفسه مجفف التجميد؟

ج1: لا، فرن التجفيف بالفراغ ليس هو نفسه معدات مجفف التجميد. على الرغم من أن كليهما يستخدمان فراغًا لتحسين التجفيف وقد يشتركان في طرق مماثلة للتسامي، إلا أن العمليات متميزة. يقوم مجفف التجميد بتجميد المادة أولاً قبل تعريضها للفراغ للتجفيف. على العكس من ذلك، يقوم فرن التجفيف بالفراغ بتسخين المادة في فراغ لتحقيق التجفيف.

س2: هل يؤكسد فرن الفراغ المادة الموجودة بداخله؟

ج2: من المزايا المهمة لاستخدام فرن التجفيف بالفراغ أنه يمنع أكسدة المواد عن طريق إزالة الأكسجين من الغرفة. قد تسبب الأفران العادية أكسدة المواد وتغييرها كيميائيًا بسبب المستويات العالية من الأكسجين. ومع ذلك، فإن هذا يخضع للنقاش، حيث يشير بعض الخبراء إلى أن المادة يمكن أن تتأكسد، خاصةً إذا كانت لديها القدرة على ذلك، بغض النظر عن مستويات الأكسجين المنخفضة في غرفة الفراغ.

س3: هل يمكن لأي شخص طهي الطعام في فرن الفراغ؟

ج3: على الرغم من أن الغرض الأساسي من فرن التجفيف بالفراغ ليس الطهي، إلا أن درجات الحرارة العالية في الفرن يمكن أن تطهي أو تجفف الطعام إذا تم تزويدها بعناصر تسخين إضافية. ومع ذلك، قد لا يكون القيام بذلك آمنًا، وينصح المستخدمون بعدم القيام بذلك. لم يتم تصميم الأفران لمعالجة الطعام، بل لتجفيف المواد في المختبرات العلمية.

س4: هل يمكن أن ينفجر فرن الفراغ؟

ج4: لا ينبغي أن ينفجر فرن التجفيف بالفراغ المصنوع جيدًا وعامل بشكل صحيح. تم تصميم الأفران بميزات أمان مثل مواد البناء المقاومة للانفجار. علاوة على ذلك، تم تجهيز الفرن بصمامات أمان تتحكم في الضغط وتمنع الفراغ الزائد. ومع ذلك، يُنصح المستخدمون بمناولة الأفران بعناية وإجراء صيانة روتينية للتأكد من أنها في حالة جيدة.