Tủ lạnh và tủ đông PTN - Nguyên lý, Cấu tạo và Ứng dụng

Tủ lạnh PTN

Tủ lạnh và tủ đông PTN – Nguyên lý, Cấu tạo và Ứng dụng

Tủ lạnh là một thiết bị được tạo thành từ một ngăn cách nhiệt và một máy bơm nhiệt cơ học, điện tử hoặc hóa học giúp truyền nhiệt từ bên trong ra bên ngoài để làm mát bên trong xuống dưới nhiệt độ phòng.

Tủ lạnh phòng thí nghiệm khác với tủ thông thường được sử dụng trong gia đình và nhà hàng. Vì chúng phải đảm bảo vệ sinh 100 phần trăm và độ tin cậy 100 phần trăm.

Tủ lạnh trong phòng thí nghiệm cũng giống như tủ lạnh thông thường. Nhu cầu sử dụng và sự chính xác là điều phân biệt nó với tủ thông thường. Mẫu và bệnh phẩm được làm lạnh trong phòng thí nghiệm để có thể bảo quản. Chúng bao gồm các bộ phận làm lạnh để giữ vắc-xin và dược phẩm hoặc vật tư y tế khác. Cũng như huyết tương và các sản phẩm máu khác.

Để giảm nguy cơ ô nhiễm vi khuẩn và nổ vật liệu dễ bay hơi. Tủ lạnh phòng thí nghiệm phải duy trì nhiệt độ không đổi. Tủ lạnh yêu cầu lưu thông không khí và quạt để duy trì nhiệt độ phù hợp để hoạt động với độ chính xác cao. Để ngăn không khí lạnh thổi ra bên ngoài thiết bị khi cửa mở, quạt sẽ tắt. Tủ lạnh phòng thí nghiệm có các phần riêng biệt để ngăn ngừa ô nhiễm.

Tủ lạnh và tủ đông phòng thí nghiệm - Nguyên tắc, Cấu tạo và Ứng dụng

Tủ đông PTN

Dưới điểm đóng băng, trạng thái của một chất thay đổi từ lỏng sang rắn. Hiện tượng này được gọi là đóng băng. Tủ đông phòng thí nghiệm là tủ lạnh có thể giữ các mẫu sinh học và hóa chất dễ cháy ở nhiệt độ từ -80ºC đến 10ºC. Các phòng thí nghiệm, bệnh viện, ngân hàng máu, cơ sở sản xuất, phòng thử nghiệm vật liệu và trung tâm chẩn đoán đều sử dụng tủ đông PTN.

Phạm vi nhiệt độ trong tủ lạnh là từ – 5ºC đến – 15ºC. Trong khi phạm vi nhiệt độ trong tủ đông là từ -25ºC đến -15ºC. Sự khác biệt duy nhất về nhiệt độ là điểm phân biệt tủ lạnh với tủ đông. Một số tủ đông và tủ lạnh phòng thí nghiệm cũng được sử dụng làm tủ ấm. Chúng luân phiên giữa các chu kỳ làm nóng và làm lạnh. Những tủ này được sử dụng để nuôi cấy và theo dõi sự phát triển của vi sinh vật.

Nguyên lý hoạt động của tủ lạnh và tủ đông PTN

Một thiết bị như tủ lạnh sử dụng công cơ học để di chuyển nhiệt từ khu vực có nhiệt độ thấp hơn sang khu vực khác có nhiệt độ cao hơn. Thuật ngữ “chu trình làm lạnh” hoặc “chu trình làm lạnh nén hơi” dùng để chỉ quá trình truyền nhiệt đều đặn này.

Đầu tiên, khí làm lạnh được nén, làm tăng nhiệt độ và áp suất của nó. Trong khi đó, các cuộn dây trao đổi nhiệt ở bên ngoài tủ lạnh giúp tản nhiệt do áp suất tạo ra.

Môi chất lạnh hóa lỏng thành dạng lỏng khi nguội đi, lúc này nó sẽ đi qua van an toàn. Chất làm lạnh dạng lỏng di chuyển từ vùng áp suất cao đến vùng áp suất thấp. Khi nó đi qua van an toàn, nơi nó giãn nở và bay hơi. Nó hấp thụ nhiệt trong quá trình bay hơi và có tác dụng làm mát.

Các cuộn dây hỗ trợ chất làm lạnh trong tủ hấp thụ nhiệt và duy trì độ lạnh bên trong. Lặp lại bước lặp một lần nữa.

Khi một chất chuyển từ thể lỏng sang thể rắn, nhiệt được truyền từ cơ thể sang môi trường. Động năng của các hạt chất lỏng giảm do quá trình sinh nhiệt và chúng chuyển động chậm hơn. Sau một thời gian, đạt đến điểm khi độ linh động của các hạt nhỏ đến mức chúng bị hút lại với nhau bằng lực hấp dẫn và biến thành chất rắn trong quá trình đóng băng.

Cấu tạo của tủ lạnh và tủ đông phòng thí nghiệm

Thành phần chính

Chất làm lạnh: Chất làm lạnh của tủ là thành phần thiết yếu của nó. Khi nó di chuyển qua các thành phần của tủ. Nó chuyển từ thể khí sang thể lỏng và trở lại thể khí. Tủ lạnh được làm mát bằng phương pháp này. Ví dụ bao gồm freon và amoniac. Gas HFC 134a hiện được sử dụng trong phần lớn các tủ lạnh hiện đại.

Máy nén: Máy nén là “trái tim” của tủ lạnh. Nơi quá trình làm mát bắt đầu. Khí lạnh được gửi đến thiết bị ngưng tụ ở nhiệt độ và áp suất cao hơn nhờ máy nén chạy bằng động cơ. Nó tạo áp lực lên phần nóng của mạch và lưu thông chất làm lạnh trong toàn hệ thống.

Bình ngưng: Ở phía sau tủ lạnh, bình ngưng có thể bị bám khá nhiều bụi. Chất làm lạnh nguội dần bên trong và ngưng tụ hơi nóng được truyền đi, chuyển từ thể khí sang thể lỏng.

Ống mao dẫn (Van giãn nở): Một thiết bị giãn nở, ống mao dẫn là một bộ ống đồng nhỏ. Van tiết lưu làm giảm đáng kể nhiệt độ và áp suất của chất làm lạnh dạng lỏng. Nó dẫn đến sự bay hơi gần một nửa của nó.

Thiết bị bay hơi: Bộ phận của tủ giữ lạnh cho thực phẩm được gọi là thiết bị bay hơi. Nó bắt đầu quá trình của chu kỳ tiếp theo. Nó sử dụng chất lỏng làm lạnh còn lại để tạo hơi một lần nữa, mà máy nén sử dụng để khởi động lại quá trình tạo ra bầu không khí lý tưởng để bảo quản thực phẩm.

Phụ kiện

Thermistor: Nó theo dõi nhiệt độ bên trong tủ lạnh.

Động cơ quạt bay hơi: Quạt phân phối không khí lạnh khắp ngăn đông lạnh. Và tủ lạnh được điều khiển bởi động cơ quạt bay hơi.

Động cơ quạt ngưng tụ: Quạt được sử dụng để truyền không khí qua các cuộn dây ngưng tụ trong tủ lạnh có gắn ngăn máy nén để làm mát tủ và tản nhiệt.

Van cấp nước vào: Có nhiệm vụ tạo áp lực nước đủ để mở van và phân phối nước vào khay đá để làm đá.

Bộ lọc nước: Bộ lọc nước bị tắc ngăn không cho nước đến bộ làm đá, ngăn cản quá trình hình thành đá.

Các loại tủ lạnh và tủ đông phòng thí nghiệm

Các loại tủ lạnh và tủ đông khác nhau được mô tả ngắn gọn dưới đây:

Các loại tủ lạnh

Tủ lạnh chống cháy nổ

Chất lỏng dễ cháy và hóa chất nguy hiểm có thể được bảo quản trong tủ chống cháy nổ. An toàn khi sử dụng với các vật liệu dễ cháy vì không có thiết bị điện trong kho, tránh cháy do tia lửa. Loại tủ lạnh này được yêu cầu trong các phòng pha chế dung môi. Nơi này thỉnh thoảng có thể phát sinh môi trường dễ cháy.

Tủ lạnh phòng thí nghiệm

Tủ lạnh phòng thí nghiệm được chế tạo để giữ nhiệt độ ổn định và hiển thị thông tin nhiệt độ kỹ thuật số. Vì là tủ lạnh phòng thí nghiệm tiêu chuẩn nên chúng phải có các bộ phận có thể khóa được và dễ lau chùi. Ngoài ra, chúng được sử dụng để bảo quản và làm mát các mẫu.

Tủ lạnh trữ máu (Tủ bảo quản máu)

Nhiệt độ không đổi được duy trì trong tủ lạnh ngân hàng máu để lưu trữ và bảo vệ máu toàn phần, thành phần máu và các sản phẩm máu được làm lạnh.

Tủ lạnh sắc ký

Chúng được thiết kế cho thí nghiệm khoa học. Chúng hoạt động tốt nhất trong các phòng thí nghiệm, nơi cần kiểm soát nhiệt độ chính xác và độ ổn định cho các mẫu và quy trình y tế. Ví dụ, thiết lập sắc ký có thể được thực hiện bên trong buồng làm lạnh của tủ lạnh phòng thí nghiệm.

Các loại tủ đông

Tủ đông nhiệt độ cực thấp

Tủ đông nhiệt độ cực thấp rất lý tưởng để lưu trữ các mặt hàng yêu cầu nhiệt độ rất thấp. Trong các phòng thí nghiệm và cơ sở chăm sóc sức khỏe. Nó cho phép lưu trữ những hàng hóa như vậy ở nhiệt độ dưới -40°C. Một số tủ đông cực thấp có thể đạt được nhiệt độ thấp tới -86°C. Vì chúng có hai mạch bay hơi độc lập bao quanh khoang bên trong.

Tủ đông cỡ lớn

Tủ đông cớ lớn là sự lựa chọn tốt nhất cho các phòng thí nghiệm cần giữ hàng hóa khổng lồ trong một đơn vị. Tủ đông cỡ lớn có hệ thống báo động cảnh báo người dùng về thay đổi khóa, thay đổi nhiệt độ và đọc nhiệt độ kỹ thuật số.

Tủ đông ngang

Tủ đông đặt dưới quầy có nhiều cấu hình khác nhau, bao gồm đa năng, chống cháy nổ và tùy chọn lưu trữ vật liệu nổ. Tủ đông đặt dưới quầy có hệ thống thông gió cưỡng bức. Vì vậy không cần thêm không gian trống đối với loại đa năng. Ngoài ra còn có một cài đặt để hạn chế tần suất rã đông, giúp ngăn ngừa bất kỳ sự tan băng hoặc mất nước bất ngờ nào của mẫu.

Tủ đông thẳng đứng

Bên trong tủ đông thẳng đứng được trang bị các giá đỡ. Nó cho phép sắp xếp mẫu hiệu quả và tận dụng tối đa không gian có sẵn. Do có hình dạng thẳng đứng, tủ đông thẳng đứng không chiếm nhiều không gian trên sàn trong khi chứa hầu hết các nguồn cung cấp. Nó thúc đẩy tính đồng nhất về nhiệt độ để đảm bảo rằng tất cả các mẫu phòng thí nghiệm đều được tiếp xúc với cùng một hoàn cảnh.

Quy trình vận hành

Không bao giờ giữ chất dễ cháy trong tủ lạnh gia đình (trong nhà) có điểm chớp cháy thấp hơn 37,8°C (100°F).
Không bao giờ giữ thực phẩm hoặc đồ uống dành cho con người trong tủ đông hoặc tủ lạnh được sử dụng trong phòng thí nghiệm.
Xác minh tính tương thích của các chất được giữ trong tủ lạnh.
Tất cả các vật chứa trong tủ lạnh hoặc tủ đông phải được đặt ở vị trí an toàn và niêm phong kỹ lưỡng. Không nên sử dụng giấy nhôm, nút chai và nút thủy tinh không tráng phủ để đậy các vật chứa.
Các khay nhựa thích hợp để ngăn thứ cấp trong tủ lạnh và ngăn đá nên có mặt trên tất cả các kệ tủ lạnh.
Tất cả nguyên liệu được bảo quản trong tủ lạnh phải được dán nhãn thích hợp. Nếu không có khay nhựa, nên cho hóa chất dạng lỏng vào thùng phụ để hạn chế tràn ra ngoài.
Chỉ cất giữ những hóa chất bạn cần trong thời gian hợp lý trong kho. Nếu không được bảo quản và niêm phong đúng cách. Các chất được bảo quản trong tủ lạnh có thể đặc biệt dễ bị biến chất.
Ít nhất mỗi năm một lần, hoặc thường xuyên khi cần thiết, tủ lạnh và tủ đá nên được làm sạch và rã đông thủ công.

Ứng dụng tủ lạnh và tủ đông PTN

Tủ lạnh tạo điều kiện thuận lợi cho việc lưu trữ mẫu và bệnh phẩm, cũng như vắc-xin và thuốc, ở nhiệt độ cụ thể để đảm bảo chúng không bị hỏng.
Nó duy trì sự ổn định của thuốc thử cần thiết trong phân tích hóa học bằng cách hỗ trợ hệ thống kiểm soát nhiệt độ chính xác trong quá trình làm lạnh.
Do đó, quạt chống đóng băng trong các thiết bị làm lạnh phòng thí nghiệm giúp giảm độ ẩm. Cho phép khí hậu khô hơn đối với thuốc thử đã sấy khô hoặc vật liệu dễ bị nhiễm ẩm.
Nó có các điều kiện để kiểm soát khí hậu nhằm duy trì chất lượng của môi trường vi sinh vật.

Ưu và nhược điểm

Ưu điểm của tủ lạnh và tủ đông phòng thí nghiệm

Một dây chuyền lạnh đáng tin cậy được đảm bảo bằng việc sử dụng tủ đông lạnh cần thiết. Để đảm bảo bảo vệ hoàn toàn các vật liệu sinh học như truyền máu, tiêm chủng và các phương pháp điều trị khác.
Nó tạo điều kiện cho việc cung cấp theo dõi và cảnh báo nhiệt độ chính xác. Giúp ngăn ngừa sự thay đổi nhiệt độ, đảm bảo an toàn cho vật liệu sinh học và vắc-xin.
Nó thúc đẩy luồng không khí (thông gió) tốt hơn thông qua các hệ thống lưu thông không khí mạnh mẽ với các lỗ thông hơi làm mát không khí trong tủ lạnh và tủ đông.
Một số tủ làm mát và tủ đá được chế tạo có chủ đích được trang bị khóa kỹ thuật số, hạn chế quyền truy cập chỉ cho những người được ủy quyền.
Nguồn pin dự phòng được sử dụng trong máy mang lại lợi ích bổ sung trong di chuyển tủ và mất điện.
Nó ngăn chặn hoặc ngừng ô nhiễm sinh học trong phòng thí nghiệm.

Nhược điểm

Tủ lạnh và tủ đông PTN có thể mang đến những rủi ro như tràn đổ, phát thải khí từ bên trong và sự hiện diện tiềm ẩn của các hóa chất không tương thích.
Nó tốn kém hơn sửa chữa và đòi hỏi năng lượng cao.
Nếu không được xử lý thích hợp, chúng sẽ gây nguy hiểm cho môi trường do chất làm lạnh. Chẳng hạn như CFC gây suy giảm tầng ôzôn.

Lưu ý khi sử dụng

Mẫu nên được chứa trong túi nhựa hoặc lọ tiêu chuẩn để tránh lây nhiễm chéo do các mẫu ở gần nhau.
Hóa chất, tiêu chuẩn, thực phẩm và thuốc nên được bảo quản ở vùng nhiệt độ phù hợp với nhu cầu bảo quản của chúng.
Các mẫu nhạy cảm với ánh sáng phải được bảo quản trong túi hoặc lọ mờ đục có màu hổ phách.
Nhãn phải được dán đúng cách và phủ một lớp màng trong suốt để tránh ngưng tụ hơi ẩm.
Chỉ lau tủ, kệ sau khi đã tắt điện, ít nhất 1 lần/tuần.

Địa điểm mua Tủ lạnh tủ đông PTN uy tín, chất lượng

Từ bài viết của chúng tôi, bạn có thể thấy được tầm quan trọng cùng những lợi ích tuyệt vời một chiếc tủ lạnh có thể mang lại.

Công ty Cổ phần thương mại Thùy Anh chuyên nhập khẩu và phân phối các sản phẩm thiết bị phòng thí nghiệm từ các hãng nổi tiếng trên thế giới. Tại Thùy Anh, quý khách hàng có thể tìm thấy nhiều loại Tủ lạnh và tủ đông PTN với đa dạng mẫu mã, kích thước, công suất và công năng.