Equipos de calentamiento

1. Equipos de calentamiento Análisis Instrumental

2. Equipos de calentamiento utilizados en el laboratorio. • Estufas • Hornos / Muflas • Parrillas de calentamiento • Autoclaves • Baño María

3. Otros materiales utilizados para calentar • Mecheros: Bunsen, Fischer o Mecker. • Lámparas de alcohol Utensilios auxiliares para calentamiento: • Soporte universal • Anillo de hierro • Rejilla de asbesto • Trípode o Tripee • Triangulo de porcelana

4. Estufas, Hornos / Muflas • Las estufas, hornos, muflas de laboratorio, son equipos dotados de una cámara o cavidad donde se utiliza una temperatura mayor al ambiente .

5. Principio de funcionamiento • Estos equipos funcionan mediante la aplicación de calor o energía térmica, el cual es suministrado mediante resistencias eléctricas. • El calor, o energía térmica, se debe al movimiento atómico que produce un incremento en la temperatura de los cuerpos. El calor puede transmitirse entre dos cuerpos de diferentes temperaturas pasando siempre del cuerpo de mayor temperatura hacia el cuerpo de menor temperatura. • La transferencia de calor puede llevarse a cabo por dos procesos diferentes: conducción y convección.

6. Principio de funcionamiento • La transferencia de calor por conducción se refiere al paso de energía entre moléculas adyacentes. Por ejemplo, cuando aplicamos calor a una barra de metal en un punto específico, el calor se extiende por la superficie y se transfiere a las superficies que entran en contacto con ella. • El caso de la convección está limitado a los fluidos como el aire o el agua. Cuando se calienta un fluido disminuye su densidad, de manera que el área que ha sido calentada se desplaza hacia arriba empujando hacia abajo a las partes con temperaturas más bajas. En la convección el calor se transporta por medio de corrientes en ascenso y descenso del flujo.

7. Principio de funcionamiento Convección • El fenómeno de la convección se puede dar de dos formas: la convección natural, que es cuando el movimiento del fluido se da meramente por la diferencia de densidades, y la convección forzada. Convección forzada • La convección forzada se lleva a cabo debido a una agitación externa de los fluidos. La circulación de las corrientes de los fluidos es provocada por un agente externo, mismo que determinará el grado y nivel de transferencia de calor por convección.

8. Aplicaciones en el laboratorio Estufa • Muchos materiales necesitan ser secados o deshidratados antes de su análisis para quitar la humedad residual. Dependiendo del material, el calentamiento de 100 a 140 °C es generalmente suficiente. • En laboratorios de microbiología las estufas son utilizadas para incubar cultivos microbianos para favorecer su crecimiento. En este caso se utilizan temperaturas que oscilan entre los 25 a 55 0C, dependiendo el tipo de microorganismo.

9. Estufas

10. Aplicaciones en el laboratorio Mufla • Otros materiales necesitan ser calentados a temperaturas más altas para iniciar la descomposición térmica, para la determinación posterior de algún componente. Ambos procesos pueden ser realizados usando un horno de laboratorio o mufla capaz de proporcionar la temperatura requerida. • Las temperaturas de trabajo de las muflas van desde 250 a 1700 0C. O temperaturas superiores.

11. Muflas • Mufla son un tipo de estufa para altas temperaturas usada en laboratorios, principalmente de química. Consiste basicamente de una cámara metálica con un revestimento interno de material refractario e equipada con resistencias eléctricas capaces de elevar a temperatura interior a valores por encima de 1000oC .

12. Muflas

13. Hornos • Los hornos se utilizan para calentar materiales a temperaturas altas (60ºC a 3000ºC.), para favorecer la descomposición térmica de materiales. • También se utilizan para esterilizar algunos materiales utilizados en el laboratorio de microbiología como pipetas, tubos de ensaye, frascos etc. En este caso se utilizan temperaturas de 180 a 200 0C.

14. Algunos hornos, estufas, muflas incluyen la capacidad de circular el aire caliente, tomando en cuenta un retiro más eficiente de la humedad y de tiempos de secado más cortos.

15. Otros hornos proporcionan un sello para la puerta, permitiendo que el horno sea evacuado. • En algunas situaciones, un horno convencional del laboratorio se puede substituir por un horno microondas.

16. Principio de funcionamiento de ,los mecheros Tipo Bunsen y Tipo Fischer o Mecker. El mechero es un instrumento de laboratorio de gran utilidad. • Fue diseñado con el propósito de obtener una llama que proporcione máximo calor y no produzca depósitos de hollín al calentar los objetos. • La llama del mechero es producida por la reacción química de dos gases: un gas combustible (propano, butano, gas natural) y un gas comburente (oxígeno, proporcionado por el aire). • El gas que penetra en un mechero pasa a través de una boquilla cercana a la base del tubo de mezcla gas-aire. El gas se mezcla con el aire y el conjunto arde en la parte superior del mechero.

17. Mechero Fischer Mecker El mechero Meker-Fisher, llamado a veces simplemente mechero Meker: • Su forma y tamaño es semejante a las del mechero Bunsen pero el quemador es de mayor diámetro para conseguir una llama de base más amplia. • La llama de gas producida es más abierta y uniforme que en otro tipo de mecheros de laboratorio, aunque sus usos son similares: • Para calefacción, esterilización y combustión. Se utiliza cuando el trabajo de laboratorio requiere una llama más caliente de lo que sería posible utilizando un mechero Bunsen.

18. Partes del mechero

19. Temperaturas de las zonas de calentamiento del mechero Zonas de oxidación – reducción de la flama del mechero.

20. Mechero Bunsen / Fischer Mechero tipo Bunsen Mechero tipo Fischer

21. Desecador • Después de que la muestra es secada mediante el calentamiento, se debe enfriar a la temperatura ambiente en un desecador para evitar la reabsorción de la humedad. • Un desecador es un contenedor cerrado que aísla la muestra de la atmósfera. Tiene una placa perforada que se coloca sobre el desecante, proporcionando un estante para almacenar muestras. • Algunos desecadores son equipados de llaves de paso que permiten que sean evacuados.

22. Desecador • Es un utensilio de vidrio utilizado para mantener secos las sustancias u otros utensilios (por ejemplo crisoles) utilizados en un análisis. • Contiene un elemento deshidratador, llamado desecante, el cual se coloca en la parte inferior del desecador. • Los desecantes típicos incluyen el cloruro de calcio y la sílica gel.

23. Desecador de vidrio

24. Principio de funcionamiento del Baño María • El de baño que implica el calentamiento indirecto, por convección térmica del medio (agua del baño) y de la sustancia. • Ese medio (baño) puede ser aceite, agua pura o soluciones salinas de agua a diferentes concentraciones, etc., según la temperatura a que se requiera llevar la sustancia. • En los baños maría modernos el calentamiento se realiza mediante resistencias eléctricas.

25. Baño María • Para calentar algo en un baño maría común hay que introducirlo en un recipiente hermético y éste en otro más grande lleno de líquido y llevarlo al fuego. • De este modo, lo que se calienta en primer lugar es el agua contenida en el recipiente de mayor tamaño y ésta es la que poco a poco va calentando el contenido del recipiente menor, de un modo suave y constante. • En estos casos el calentamiento se realiza mediante mecheros o parrillas de calentamiento.

26. Baño María • El baño de María es un equipo que se utiliza en el laboratorio para realizar pruebas serológicas y procedimientos de incubación, aglutinación, inactivación, biomédicos, farmacéuticos y hasta industriales. • Por lo general, se utilizan con agua, pero también permiten • trabajar con aceite. • Los rangos de temperatura en los cuales normalmente son • utilizados están entre la temperatura ambiente y los 60 °C. También se pueden seleccionar temperaturas de 100 °C, utilizando una tapa de características especiales. • Los baños de María son fabricados con cámaras cuya capacidad puede seleccionarse entre los 2 y los 30 litros.

27. Procedimiento de uso del Baño María • Antes de usarlo • 1. Cuidar que tenga siempre agua destilada a la altura marcada por el fabricante o que cubra la resistencia. • 2. Ajustar la temperatura deseada con el termostato • Durante su uso • 3. Al utilizar termómetros en un Baño María, este debe estar suspendido dentro del agua, no descansando en el fondo del baño. • 4. No mover una vez encendido • Después de usarlo • 5. Apagar y desconectar. • 6. Retirar el agua si ya no va a utilizarse. • En caso de uso continuo, el agua del baño María debe cambiarse semanalmente.

28. Baño María Baño maría eléctrico Baño maría (manual)

29. Parrilla o mantilla de calentamientoPrincipio de funcionamiento Son dispositivos eléctricos con resistencias eléctricas aisladas que rodean al recipiente que se intenta calentar, su velocidad de calentamiento y temperaturas son graduadas mediante reóstatos proporcionándonos calor sin llama, cuando se quiere trabajar con sustancias muy inflamables.

30. Parrilla o mantilla de calentamiento con agitaciónPrincipio de funcionamiento • Son aparatos para calentamiento suave, a la vez que producen agitación al recipiente por calentar; para hacer más homogéneo el calentamiento, se realiza una vigilancia para el control estricto de la temperatura. • La agitación se realiza mediante un agitador magnético que consiste de una pequeña barra magnética (llamada barra de agitación) la cual esta normalmente cubierta por una capa de plástico (usualmente teflón) y una placa debajo de la cual se tiene un magneto rotatorio o una serie de electro magnetos dispuestos en forma circular a fin de crear un campo magnético rotatorio.

31. Parrilla o mantilla de calentamiento con agitaciónPrincipio de funcionamiento • Durante la operación de un agitador magnético típico, la barra magnética de agitación(también llamada pulga, frijol o bala magnética) es deslizada dentro de un contenedor ya sea un matraz o vaso de precipitados -de vidrio boro silicato preferentemente- conteniendo algún líquido para agitarle. • El contenedor es colocado encima de la placa en donde los campos magnéticos o el magneto rotatorio ejercen su influencia sobre el magneto recubierto y propician su rotación mecánica

32. Parrillas de calentamiento con agitación

33. Autoclaves • Una autoclave es un recipiente metálico de paredes gruesas con un cierre hermético que permite trabajar a alta presión para realizar una reacción industrial, una cocción o una esterilización con vapor de agua. Su construcción debe ser tal que resista la presión y temperatura desarrollada en su interior. • Las autoclaves se utilizan a nivel de laboratorio o a nivel industrial.

34. AutoclavesPrincipio de funcionamiento • Las autoclaves son sistemas cerrados que permiten trabajar en condiciones de presión y temperaturas elevadas. • Las autoclaves funcionan permitiendo la entrada o generación de vapor de agua pero restringiendo su salida, hasta obtener una presión interna de 103 kPa (kilo pascales) o 15 lb/pulg2, lo cual provoca que el vapor alcance una temperatura de 121 0C. Un tiempo típico de esterilización a esta temperatura y presión es de 15-20 minutos.

35. AutoclavesPrincipio de funcionamiento • Las autoclaves más modernas permiten realizar procesos a mayores temperaturas y presiones, con ciclos estándar a 134 °C a 200 kPa durante 5 min para esterilizar material metálico; incluso llegan a realizar ciclos de vacío para acelerar el secado del material esterilizado. • La presión elevada permite que el agua alcance temperaturas superiores a su punto de ebullición.

36. Aplicaciones de la s autoclaves Esterilización (laboratorio microbiología e industrial) • La acción conjunta de la temperatura y el vapor produce la coagulación de las proteínas de los microorganismos, entre ellas las esenciales para la vida y la reproducción de éstos, cosa que lleva a su destrucción. • En el ámbito industrial, equipos que funcionan por el mismo principio tienen otros usos, aunque varios se relacionan con la destrucción de los microorganismos con fines de conservación de alimentos, medicamentos y otros productos.

37. Tipos de autoclaves Básicamente existen 2 tipos de autoclaves: • De gas • Eléctricas

38. Autoclaves