Wie man das Glas richtig bei der Vergütung mit Infrarotstrahlung behandelt
Haben Sie schon einmal erlebt, dass ein Stück Laborglas einfach zerplatzt ist? Vielleicht lag es an einer kleinen Kratzspur oder einem plötzlichen Temperaturwechsel – und plötzlich liegt das Reagenzglas in tausend Stücken vor Ihnen. Das passiert aufgrund von inneren Spannungen. Wenn man Glas zu schnell oder ungleichmäßig abkühlt, entstehen Spannungen im Material – das ist wie eine tickende Zeitbombe.
Wir verhindern das, indem wir Infrarotstrahlung verwenden, deren Temperatur stets innerhalb von 0,1°C konstant bleibt.
Warum ist 0,1°C so wichtig?
Glas hat einen ganz bestimmten „Optimierungspunkt“, den sogenannten Vergütungspunkt. An diesem Punkt werden die Spannungen gemindert, ohne dass das Glas tatsächlich schmilzt oder verformt wird. Bei Borosilikatglas ist dieses Fenster jedoch sehr eng begrenzt.
Wenn die Temperatur des Heizelements um 2 oder 5 Grad schwankt, gibt es Probleme: Entweder übersteigt die Temperatur den optimalen Wert und das Glas beginnt zu verwackeln – oder sie bleibt unter dem optimalen Wert, wodurch die Spannungen weiterhin bestehen bleiben.
Um diese Stabilität zu gewährleisten, verwenden wir Hochleistungs-Infrarotelemente in Kombination mit PID-Steuerungen. Dadurch wird verhindert, dass die Außenseite des Glases viel früher heiß wird als der Kern des Glases.
Die Handhabung der Wärme
Der Vorteil von Infrarotstrahlung ist, dass sie direkt auf das Glas trifft. So wird keine Zeit damit verschwendet, die gesamte Luft im Ofen zu erhitzen – dadurch gibt es deutlich weniger Verzögerungen.
Aber es gibt auch ein Problem: Hotspots. Um das zu vermeiden, verwenden wir Elemente mit speziellen Emittivitätsbeschichtungen. Dadurch wird sichergestellt, dass die Wärme gleichmäßig über die gesamte Oberfläche des Glases verteilt wird – ohne ungewöhnliche Hitzzonen.
Und hier ein Tipp: Man muss Thermoelemente mit schneller Reaktionszeit verwenden. Wenn der Sensor langsam reagiert, spielt es keine Rolle, wie präzise der Heizer ist. Der Controller reagiert dann auf das, was bereits vor Sekunden passiert ist – und nicht auf das, was gerade jetzt geschieht.
Die Kompromisse
Wenn man diese Präzision erreichen will, braucht man eine stabile Stromversorgung. Punkt.
Spannungsspitzen können dazu führen, dass die Elemente unregelmäßig arbeiten. Man sieht das vielleicht nicht, aber das Glas spürt die Temperaturschwankungen. Um das zu vermeiden, benötigt man eine stabile Stromversorgung.
Natürlich macht das die Steuerungseinheit etwas größer. Aber das ist die einzige Möglichkeit, sicherzustellen, dass das Glas beim ersten Mal während eines Sterilisierungsprozesses nicht zerbricht.