Vermeidung von Explosionen bei Laborglas
Beim Erhitzen von Laborglas ist der Spielraum für Fehler äußerst gering – es geht um Bruchteile eines Grades. Das ist der Unterschied zwischen einem Gerät, das jahrelang funktioniert, und einem Gerät, das bereits bei der ersten chemischen Reaktion zerbricht.
Was tatsächlich passiert: Beim Formen des Glases entstehen innere Spannungen. Wenn man diese Spannungen nicht durch einen sorgfältigen Abkühlprozess beseitigt, bleibt das Glas „angespannt“. Angespanntes Glas ist gefährliches Glas.
Warum 0,1 °C so wichtig ist
Wir verwenden hochpräzise Infrarot-Elemente, denn sie ermöglichen eine genaue Kontrolle der Temperatur. Schon eine Abweichung von 2 °C führt zu einer Temperaturdifferenz innerhalb der Glaswand. Im Grunde dehnt sich ein Teil des Glases aus, während ein anderer Teil sich nicht ausdehnt. In Flaschen mit dünnen Wänden führt das unweigerlich zu Spannungsrissen.
Durch eine Genauigkeit von 0,1 °C erreicht das gesamte Glas gleichzeitig den Erhitzungspunkt. Die Infrarotwellen dringen tief in das Material ein und beseitigen so die lästigen „Kaltstellen“, die bei herkömmlicher Heizung entstehen.
Ausrüstung und Wärme
Um das zu erreichen, kombinieren wir Kurzwellenquarzlampen mit schnell reagierenden PID-Steuerungen. Kurzwelleneinstrahlung ist ideal, denn sie liefert eine hohe Wärmestärke. So kann die Temperatur schnell erhöht werden, ohne dass die gesamte Kammer erhitzt werden muss.
Man muss jedoch auf die Leistungsdichte achten. Wenn zu viel Energie in einen kleinen Raum gebracht wird, entstehen Hotspots. Wir gleichen die Leistung gegenüber der Länge des Glases ab, damit alles linear verläuft. Wenn man die Lampe überlastet, verbrennt der Faden oder das Glas verbiegt sich. Beides ist nicht gut.
Die Herausforderungen
Diese Anlagen sind nicht einfach „plug-and-play“-Lösungen. Um die Genauigkeit von 0,1 °C zu gewährleisten, muss die Stromversorgung absolut zuverlässig sein. Jede kleine Störung im Stromfluss führt zu Temperaturschwankungen. Zudem müssen die Thermoelemente genau dort angebracht werden, wo das Glas auf den Infrarotstrahl trifft. Wenn sie nicht richtig platziert sind, verzögert sich die Rückkopplungsschleife, das System überschreitet die gewünschte Temperatur – und man startet wieder von vorne.