W jakich zastosowaniach używany jest system reakcji mikrofalowych?
Systemy do mikrofalowego przygotowania próbek są szeroko stosowane w przemyśle spożywczym, tekstylnym, produkcji plastików, geologii, metalurgii, przetwórstwie węgla, produkcji biofarmaceutyków, petrochemii, monitorowaniu środowiska, oczyszczaniu ścieków, produkcji baterii, przemyśle kosmetycznym i innych gałęziach.
Jakie zalety posiada system reakcji mikrofalowych?
Mikrofalowe przygotowanie próbek to wydajna metoda wstępnej obróbki próbek, która spełnia wymagania nowoczesnych metod analitycznych dotyczące przygotowania materiału do testów poprzez szybkie i jednorodne ogrzanie materiału próbek, przy jednoczesnym niskim zużyciu materiałów eksploatacyjnych i dużej wydajności energetycznej. Metoda ta jest szczególnie użyteczna przy analizie substancji lotnych, pozwalając zachować ich integralność i nie marnując materiału.
Jakimi metodami kontrolowana jest temperatura w systemie reakcji mikrofalowych? Czym charakteryzuje się każda z nich?
Dostępne aktualnie na rynku systemy reakcji mikrofalowych sterują temperaturą w oparciu
o podczerwień, wykorzystanie termopar, rezystorów platynowych, czujników światłowodowych, itp.
Kontrola temperatury w oparciu o podczerwień: światło podczerwone skanuje i monitoruje dane temperaturowe na odległość, bez konieczności kontaktu, dlatego precyzja jest niska, a dokładność niezbyt wysoka.
Kontrola z użyciem termopary oznacza analizę temperatury na podstawie różnicy potencjału elektrycznego na gorącym i zimnym końcu elementu. Łatwo ulega interferencjom z polem elektromagnetycznym „efekt antenowy” powodując niebezpieczeństwo wypadku. Dodatkowo, pole mikrofalowe powoduje rozgrzanie się elementu, co uniemożliwia zmierzenie faktycznej temperatury
w pojemniku.
Platynowy rezystor mierzy temperaturę z dużą dokładnością, ale niestety również ulega efektowi antenowemu, co może doprowadzić do wypadu. Czujniki światłowodowe mierzące temperaturę bezpośrednio nie ulegają wpływowi pola elektromagnetycznego, jednocześnie zapewniając uzyskiwanie wyników o wysokiej dokładności, z szybką informacją zwrotną i dużym bezpieczeństwem. Jest to obecnie najlepsza metoda kontroli temperatury w systemach przygotowawczych.
Jakie aktywne systemy bezpieczeństwa powinny posiadać mikrofalowe systemy przygotowania próbek?
Po pierwsze, dokładna i precyzyjna kontrola temperatury i ciśnienia. Operator powinien znać stan pracy instrumentu obserwując wykres danych zmieniający się wraz ze zmianą temperatury i ciśnienia. Moduły oprogramowania mogą również przerywać pracę w razie przekroczenia przez krzywą określonych zakresów. Może to znacznie zmniejszyć ryzyko wybuchu.
Po drugie, taki system powinien śledzić temperaturę i ciśnienie w czasie rzeczywistym i przerwać pracę w razie awarii któregoś z tych systemów, co jest dodatkowym środkiem bezpieczeństwa i pozwala przerwać proces przygotowania próbki w razie awarii.
Po trzecie, system powinien być wykonany z materiałów o dużej wytrzymałości na ciśnienie i wysokie temperatury.
Jakich substancji nie wolno używać w systemach przygotowania próbek?
Materiały wybuchowe (TNT, nitrogliceryna, itp.), paliwa napędowe, substancje piroforyczne, nadchlorany, glikole (glikol etylowy, propylenowy, itp.), paliwa lotnicze, związki zawierające acetylen, etery, ketony, alkany o krótkich łańcuchach węglowych. Nie wolno używać kwasu azotowego do przygotowywania fenoli, trietylaminy i tłuszczy zwierzęcych.
Na co należy uważać podczas przygotowywania próbek z użyciem systemu mikrofalowego?
Po pierwsze do próbki (zwłaszcza nieznanej) należy dodać kwas, lecz nie umieszczać jej natychmiast
w systemie mikrofalowym. Należy przez chwilę obserwować reakcję. Jeżeli jest ona gwałtowna, należy odstawić próbkę na jakiś czas. W przypadku niektórych próbek, muszą one nasiąknąć kwasem przez noc.
Po drugie, próbek reaktywnych i zawierających składniki wybuchowe nie należy w ogóle używać w mikrofalowych systemach przygotowawczych.
Po trzecie, nie należy używać kwasu nadchlorowego do przygotowywania próbek olejowych, ani zawierających duże ilości substancji oleistych w swoim składzie.
Jak zainstalować mikrofalowy system do przygotowywania próbek?
Po pierwsze, system mikrofalowy należy umieścić na stabilnej i gładkiej powierzchni, która nie może być niczym przykryta. Od góry, z lewej i prawej strony należy pozostawić co najmniej 20 cm przestrzeni,
a z tyłu urządzenia – 15 cm, co pozwoli zapewnić właściwą wentylację.
Po drugie, należy unikać zewnętrznego źródła ciepła, które mogłoby spowodować dostanie się pary wodnej do pieca mikrofalowego i uszkodzić go. System powinien również znajdować się z dala od źródeł wody, aby uniknąć spryskania go czy zamoczenia w przypadku wycieku, co może być niebezpieczne.
Po trzecie, nie wolno ustawiać systemu w pobliżu silnych pól magnetycznych lub urządzeń generujących takie pole, ponieważ zewnętrzne pole magnetyczne może niekorzystnie wpływać na pole wewnątrz pieca, tworząc zakłócenia i powodując nierówne nagrzanie komory.
Po czwarte, wymagane są typowe warunki laboratoryjne.