紅外石英程序升溫消化爐的詳細(xì)介紹 (獲儀器信息網(wǎng)2010年綠色儀器入圍獎(jiǎng)）
1.石英結(jié)構(gòu)、加熱原理
遠(yuǎn)紅外石英加熱元件采用珠光乳白石英管配用電熱材料，具有優(yōu)良可靠的遠(yuǎn)紅外輻射特性,熱材料發(fā)出的紅外光與可見光中97％被乳白管所阻擋吸收使管壁溫度升高產(chǎn)生硅氧鍵分子振動(dòng)輻射遠(yuǎn)紅外線,這樣使97％可見光和近紅外光可轉(zhuǎn)為遠(yuǎn)紅外輻射。有效地使電能轉(zhuǎn)化為遠(yuǎn)紅外線。
2. 特點(diǎn)
遠(yuǎn)紅外石英加熱元件是以乳白石英管為紅外輻射源.長期使用輻射性能不退變。熱慣性極小。
3 使用范圍：由于SKD-20S2消化爐具有熱慣性小的特點(diǎn)，能滿足一般樣品消化，更擅長于含高油脂或高糖的牛奶、食品、飼料等易掛壁樣品的消化，保障樣品檢測的重現(xiàn)性。
一、概述：
紅外程序升溫消化爐SKD-20S2可用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、環(huán)保、地質(zhì)、化工、食品等部門以及高等院校、科研部門對(duì)植株、種子、飼料、食品、土壤、礦石等消化
二、技術(shù)指標(biāo)：
型號(hào) SKD-20S2
控制方式 數(shù)控 (定時(shí)+64階程序升溫）
加熱方式 紅外石英輻射加熱
爐孔數(shù)量 20孔
控溫范圍 室溫-680℃
升溫速度 20分鐘（室溫到400℃）
溫度波動(dòng) ±1 度
電 壓 AC220V
功 率 2.2KW
三、 特點(diǎn)：
1 升溫可控，杜絕消化掛壁現(xiàn)象，樣品回收率好。
2、 加熱體（模塊）采用紅外石英管，耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿、防爆裂，壽命長，減少維修成本，符合CE標(biāo)準(zhǔn)。
3、 爐孔溫度連續(xù)可調(diào)，升溫速度快，提高消化效率。
4、 消化管受熱面積大、溫差小，樣品消化一致性好，有利于樣品的消煮一致性。
5、 儀器具有過流保護(hù)和漏電保護(hù)，保護(hù)人身安全。
6、 采用雙開關(guān)，電源和加熱單獨(dú)控制，便于安全參數(shù)設(shè)置，節(jié)約能源。
7、 采用新一代數(shù)顯控溫儀，PID智能控制技術(shù)，控溫高，簡單易學(xué)
8、 儀器有不銹鋼排污罩，使消化管內(nèi)逸出的SO2等有害氣體，通過排污管經(jīng)抽吸泵從水中排入下水道，有效地抑制有害氣體的外逸
消化爐熱傳導(dǎo)介質(zhì)對(duì)消化質(zhì)量的影響
消化爐在實(shí)驗(yàn)室里是一個(gè)耗能大戶，且又決定了定氮的質(zhì)量，一個(gè)鋁錠或石墨20孔的消化爐功率一般都在3500W左右，（沛歐石英輻射消化爐功率2200W）且工作一般都在二個(gè)小時(shí)以上。如何降低耗能而又滿足消化的要求是選擇消化爐的要考慮的。目前國內(nèi)市場上供應(yīng)的消化爐加熱均通過電加熱，而熱傳導(dǎo)通過介質(zhì)到消化管，所以不同的介質(zhì)對(duì)消化爐的品質(zhì)和能耗有直接關(guān)系，在此討論不同的介質(zhì)特性，（假設(shè)消化爐保溫性都是良好的）。
1 鋁錠為介質(zhì)
優(yōu)點(diǎn)：鋁錠熱傳導(dǎo)較快（導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)237W/mK)，導(dǎo)熱系數(shù)高使得樣品間溫差較小。如果有足夠體積的鋁錠，就能保障樣品溫度的穩(wěn)定性減小溫度波動(dòng)，且即便和硫酸接觸便生成密致的硫酸鋁層，不會(huì)深入鋁錠內(nèi)部，所以鋁錠也是很好的防腐的選擇。
缺點(diǎn)：鋁錠是通過熱的接觸傳導(dǎo)，要溫度恒定必須有足夠大的體積（薄薄一片鋁錠效果較差）電加熱產(chǎn)生的可見光和近紅外光都沒有利用，所以熱能利用效率低，能耗較高。
由于鋁錠的穩(wěn)定性和樣品間溫差較小。受到市場的認(rèn)可。（加熱方式和鋁錠的大小都會(huì)影響消化爐的質(zhì)量，在此不做討論）
2 石墨為介質(zhì)
優(yōu)點(diǎn)：同體積石墨價(jià)格是鋁錠的1/3倍，所以石墨消化爐成本低。
缺點(diǎn)：由于石墨非金屬特性即熱傳導(dǎo)慢（導(dǎo)熱系數(shù)只有129W/m.k，比鋁錠237W/m.k低多了。),且石墨導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度升高而降低，更使得介質(zhì)上面的消化管溫度不一，溫差大，容易掛壁，影響消化質(zhì)量。所以石墨一般在200度以下作為傳導(dǎo)介質(zhì)尚可，畢竟有價(jià)格優(yōu)勢，400度以上石墨導(dǎo)熱系數(shù)明顯下降，石墨的缺點(diǎn)明顯顯現(xiàn)。價(jià)格優(yōu)勢的代價(jià)是消化質(zhì)量明顯下降，掛壁嚴(yán)重。
3 紅外石英輻射加熱
石英加熱元件采用珠光乳白石英管配用電熱材料，具有優(yōu)良可靠的遠(yuǎn)紅外輻射特性,通電后,電阻絲發(fā)出的紅外光波與可見光波中97％被乳白管所阻擋吸收，使石英管壁溫度升高產(chǎn)生硅氧鍵分子振動(dòng)輻射出遠(yuǎn)紅外光波,這樣使97％可見光和近紅外光可轉(zhuǎn)為遠(yuǎn)紅外輻射。克服了單純使用透明石英玻璃帶來的透過可見和近紅外的弊端,從而有效地使電能轉(zhuǎn)化為遠(yuǎn)紅外光波。
靠熱輻射來加熱樣品，特點(diǎn)是：升溫快，樣品間溫差小、傳導(dǎo)極快，溫控準(zhǔn)確。一般應(yīng)用于有高要求樣品的消化，例：牛奶、食品、飼料、保健品等容易掛壁的樣品。例如：有較快的升溫和降溫速度。程序升溫可以根據(jù)樣品的特點(diǎn)來選擇升溫曲線，有利高質(zhì)量樣品的消化，從而杜絕樣品的掛壁現(xiàn)象、進(jìn)而使得樣品消化效率的大大提高，
優(yōu)點(diǎn)：樣品間溫差小，由于采用熱輻射使得消化管間溫差變小。
溫度控制性能優(yōu)良：由于石英輻射熱慣性小，在溫控時(shí)溫度超調(diào)小，能使?fàn)t溫盡快達(dá)到目的溫度，這是鋁錠和石墨介質(zhì)無法媲美的。
減低能耗：由于鋁錠和石墨通過接觸傳導(dǎo)，且大量的可見和近紅外光不能利用，使得能量浪費(fèi)，而石英輻射利用了97%的可見和近紅外光波轉(zhuǎn)換成遠(yuǎn)紅外光波輻射，電、熱能轉(zhuǎn)換效率高。
由于石英化學(xué)特性穩(wěn)定，即便和硫酸接觸不會(huì)影響石英的功能，具有高品質(zhì)的防腐性能，延長電加熱絲的使用壽命。而石墨的熱慣性大而使得溫度超調(diào)大，那么電阻絲的表面溫度和石墨溫差很大，使得電阻絲壽命短，容易斷。石英的一定的溫度下產(chǎn)生輻射的特性決定了電阻絲表面溫度的限定，使得消化管和電阻絲溫差很小，電阻絲壽命明顯延長。
缺點(diǎn)： 由于珠光乳白石英管加工要求高，且生產(chǎn)成本較高，但由于使用成本很低（節(jié)能，相比較鋁錠和石墨）從長時(shí)間看石英輻射加熱性價(jià)比高，用戶體驗(yàn)良好，接受度越來越高。
