在环境、地质、农林食品领域的检测实验室,经常会遇到单次需要处理数十份样品的场景,前处理的效率、同批次样品处理效果的均一性,会直接影响整体检测工作进度,自动消化炉依靠智能温控程序,搭配红外石英辐射加热结构,适合高通量的样品酸消解工作,广泛应用在农业、林业、环保、地质、化工、食品行业以及高校科研单位,完成植株、种子、饲料、食品、土壤、矿石等样品消解处理。
自动消化炉以珠光乳白石英管作为加热辐射源,通电之后电热组件产生的可见光与近红外光,绝大多数被乳白石英管吸收,管壁发生硅氧键分子振动,向外释放远红外辐射,直接对消化管进行加热。这套加热方式没有涂层,不会发生涂层脱落污染样品,石英本身耐高温,耐强酸强碱腐蚀,抗爆裂,加热组件拥有较长的使用周期。热惯性小是该加热模式突出的特点,接收到温控指令之后温度响应速度快,炉孔温度可以连续调节,消化管受热面积大,炉孔相互之间温差控制在较小范围,同一批次大量样品消化的一致性表现较好,热效率较高。依托单片机与PID智能控制技术,自动消化炉可以实现程序升温工作模式,实验人员可以根据样品基质的特点,自定义多段升温方案,对于蛋白含量高、容易发泡挂壁的样品,设置低温预消解步骤,逐步提升温度,缓解样品黏附消化管内壁的现象,减少待测组分损失,保障样品消解之后的还原效果。
面对高通量实验的安全风险,自动消化炉做了对应的结构设计,设备设置相互独立的电源开关与加热开关,实验人员录入升温程序、修改各项实验参数的时候,仅接通电源,加热回路不启动,在常温条件完成全部参数核对,确认无误之后再开启加热,规避调试参数阶段高温带来的隐患,同时在不需要加热工况下关闭加热回路,减少电能消耗。设备集成过流保护、漏电保护模块,应对实验室复杂用电环境,提升设备运行安全。整机配套不锈钢排污罩,样品消解过程释放出的二氧化硫酸性气体,被排污罩收集,通过排污管路,借助抽吸泵通入水体之后排入下水道,降低有害气体在实验室内扩散。部分机型支持选配样品防爆器,进一步降低样品暴沸带来的风险,适合矿石、土壤这类基质复杂,容易出现剧烈反应的样品前处理工作。
高通量样品消解场景下,热载体的选择会对自动消化炉实际表现产生明显影响。石墨材质热载体采购成本低,但是导热性能偏弱,温度升高后导热能力进一步下降,炉孔之间温差会拉大,即便是搭载自动程序控制,同批次大量样品之间消解进度差距依旧会显现,挂壁现象比较容易出现。铝锭载体导热系数高,但是需要足够的厚度,才可以维持温度稳定,薄铝锭版本控温效果有限,依靠接触传导热量,能量损耗更大。红外石英辐射的自动消化炉,依靠辐射传递热量,热惯性小,温控响应灵敏,批量处理样品的时候,各个炉孔温度环境均匀,同时整机能耗水平有所降低,虽然石英管材生产加工门槛较高,设备购置成本会有所上升,但加热部件寿命长,长期使用阶段综合成本具备优势,适合大批量样品常态化消解的实验室使用。
自动消化炉的日常运维,需要适配高通量使用场景,每一批次实验结束之后,不可以立刻触碰高温炉体,等待充分降温,再清理炉孔周边被溅出的酸液、样品残渣,防止酸性物质长期腐蚀石英加热部件与炉体;定期检查排污管路,盐类结晶、固体残渣很容易在管路堆积造成堵塞,需要及时疏通;设备长时间不运行,断开供电,做好防尘保护。上海沛欧分析仪器有限
公司开发的自动消化炉产品,设置多炉孔机型,面向大批量样品前处理需求,将红外石英加热、智能程序温控、安全防护结构融为一体。规范操作加上定期维护,可以维持自动消化炉稳定运行,保障大批量样品消解的效果一致性,为后续定氮等分析检测工作提供保障。
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