الک آزمایشگاهی یکی از تجهیزات آزمایشگاهی مهم در آزمایشگاههای علمی و صنعتی و مخصوصا آزمایشگاه مکانیک خاک است که به منظور جداسازی ذرات بر اساس اندازه و بررسی توزیع اندازه ذرات مورد استفاده قرار میگیرد. این دسته از لوازم آزمایشگاهی کاربرد گستردهای در زمینههای مختلف از جمله شیمی، داروسازی، علوم محیطی و صنایع غذایی دارد. در این مقاله، به بررسی جامع سوال ” الک آزمایشگاهی چیست؟” میپردزیم و مشخصات اصلی الک، معیارهای انتخاب الک مناسب و سایر ویژگیهای مهم آن را مطالعه خواهیم کرد.
ویژگی های ساختاری الک آزمایشگاهی
ساختار و طراحی: الک آزمایشگاهی معمولاً دارای یک قاب دایرهای یا مربعی شکل و یک مش یا شبکه از جنس فلز، پلاستیک یا شیشه است. مش الک از فلزات مقاوم به خوردگی مانند استیل ضد زنگ یا برنج ساخته میشود و دارای سوراخهای با اندازههای مشخص است.
اندازه مش (مش بندی): مهمترین ویژگی الکها اندازه مش است. مش به تعداد سوراخها در هر اینچ مربع یا میلیمتر مربع اشاره دارد. این اندازه بر اساس استانداردهای خاص مانند استاندارد ASTM یا ISO مشخص میشود. هرچه تعداد مشها بیشتر باشد، یعنی سوراخها کوچکتر است و بنابراین توانایی الک برای جدا کردن ذرات ریزتر افزایش مییابد.
مواد ساخت: الکهای آزمایشگاهی معمولاً از فلزاتی مانند استیل ضد زنگ، برنج، و یا آلیاژهای دیگر ساخته میشوند. همچنین، الکهای پلاستیکی و شیشهای نیز برای کاربردهای خاص استفاده میشوند. مواد ساخت باید به گونهای انتخاب شوند که مقاوم در برابر خوردگی و آسیبهای ناشی از مواد شیمیایی یا مکانیکی باشند.
دقت و صحت: الکها باید دقیقاً مطابق با استانداردهای بینالمللی طراحی و تولید شوند. دقت در اندازهگیری و صحت در نتایج جداسازی ذرات از ویژگیهای کلیدی الکهای آزمایشگاهی است.
انواع الک آزمایشگاهی
الکهای آزمایشگاهی با مش بافتنی (Woven Wire Mesh)
مواد ساخت: این الکها از مواد با کیفیت بالا مانند استیل ضد زنگ، برنج، برنز قلع، نیکل، مولیبدن و غیره ساخته میشوند.
ویژگیها: هزینه پایین، دوام خوب و قابلیت کنترل دقت مش از طریق گسترش و کاهش اندازه مش. با این حال، دقت نسبی این نوع مشها پایینتر است و مش ممکن است تغییر شکل دهد.
اندازه مش: اندازه پایه مش از ۲٫۳۶ میلیمتر تا ۰٫۰۳۸ میلیمتر است که مطابق با استانداردهای بینالمللی میباشد. برای اندازههای ۲٫۳۶ میکرومتر تا ۱۰۰ میکرومتر، از فرآیند نیکلکاری استفاده میشود که علاوه بر بهبود دقت مش، از تغییر شکل آن نیز جلوگیری میکند و مش را مقاوم، ضد سایش و بادوام میسازد.
مواد صفحه مش: برنج، برنز ، قلع و استیل ضد زنگ.
الکهای آزمایشگاهی با صفحه سوراخدار فلزی (Metal Perforated Plate)
ویژگیها: دقت سوراخکاری یکنواخت و مقاومت در برابر تغییر شکل. این نوع الکها عمدتاً برای بررسی ذرات بزرگ استفاده میشوند.
انواع سوراخها: سوراخهای گرد و مربع. به طور معمول برای جمعآوری پودرهای گرد و ماسههای سنگی با سوراخهای گرد استفاده میشود.
الکهای آزمایشگاهی الکتروفورمینگ (Electroforming)
ویژگیها: این الکها با استفاده از روش الکتروشیمیایی تولید میشوند و بالاترین دقت را دارند. محدوده اندازه مش: ۵۰۰ تا ۵ میکرومتر، با تحمل دقت مطلق ۲-۳ میکرومتر.
کاربردها: مناسب برای مؤسسات تحقیقاتی علمی و عمدتاً در صنعت الماس استفاده میشود.
معیارهای انتخاب الک مناسب
اندازه و مشخصات مش: انتخاب اندازه مش الک به نوع و نیاز آزمایش شما بستگی دارد. برای نمونههای با ذرات بزرگتر، الک با مش درشتتر انتخاب میشود و برای ذرات ریزتر، الک با مش ریزتر مناسب است. باید توجه کرد که استفاده از الکهای با مشهای مختلف میتواند به دقت نتایج آزمایش کمک کند.
مواد و مقاومت: بسته به نوع مواد مورد آزمایش و شرایط محیطی، انتخاب مواد مناسب برای ساخت الک اهمیت دارد. به عنوان مثال، برای مواد شیمیایی خورنده، الکهای ضد زنگ یا دارای پوششهای حفاظتی باید استفاده شوند.
اندازه و قابلیت کاربرد: انتخاب اندازه مناسب الک به حجم نمونه و فضای موجود در آزمایشگاه بستگی دارد. الکهای با قطر بزرگتر برای حجمهای بیشتر و الکهای با قطر کوچکتر برای حجمهای کمتر مناسب هستند.
کیفیت ساخت و دقت: الکهای آزمایشگاهی باید از کیفیت ساخت بالا و دقت مناسب برخوردار باشند. بررسی استانداردها و مشخصات فنی تولیدکننده میتواند به انتخاب الک مناسب کمک کند.
ویژگی های یک الک آزمایشگاهی خوب
بدنه الکهای آزمایشگاهی نقش بسیار مهمی در عملکرد و دوام این ابزار دارد. در انتخاب و استفاده از الکهای آزمایشگاهی، ویژگیهای خاص بدنه باید مورد توجه قرار گیرد. در زیر به بررسی مهمترین ویژگیهای بدنه الکهای آزمایشگاهی پرداخته شده است:
مواد ساخت الک
استیل ضد زنگ (Stainless Steel): الکهای با بدنه استیل ضد زنگ به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی و زنگزدگی، از رایجترین انتخابها در آزمایشگاهها هستند. این ویژگیها باعث افزایش عمر مفید و کاهش نیاز به تعویض مکرر الکها میشود.
آلومینیوم: بدنههای آلومینیومی سبک و مقاوم هستند، اما ممکن است در برابر برخی مواد شیمیایی و شرایط محیطی حساستر از استیل ضد زنگ باشند.
پلاستیک: الکهای با بدنه پلاستیکی به طور معمول برای مواد غیرخورنده و شرایط کمخطر استفاده میشوند. این بدنهها سبک و مقرون به صرفه هستند، اما ممکن است مقاومت کمتری در برابر حرارت و مواد شیمیایی داشته باشند.
ساختار و طراحی الک
قاب مستحکم: بدنه الک باید دارای قاب مستحکم و با طراحی دقیق باشد تا بتواند فشارهای مکانیکی را تحمل کند و در طول استفاده شکل خود را حفظ کند. قاب باید به گونهای طراحی شده باشد که مش به راحتی نصب و تعویض شود.
پوشش و ضد زنگ بودن: برای جلوگیری از آسیبهای ناشی از خوردگی و زنگزدگی، بدنههای الک باید دارای پوششهای ضد زنگ و مقاوم باشند. این پوششها میتوانند از مواد مختلفی مانند پوششهای الکتروفورز تشکیل شده باشند.
درزها و اتصالات: درزها و اتصالات باید به درستی طراحی و ساخته شده باشند تا از ورود مواد به داخل بدنه و همچنین از جدا شدن یا آسیب دیدن مش جلوگیری کنند.
اندازه و تطبیق الک آزمایشگاهی
قطر و ارتفاع: ابعاد بدنه الک باید با نیازهای خاص آزمایشگاه و نوع نمونههای مورد استفاده همخوانی داشته باشد. الکهای با قطر بزرگتر برای حجمهای بیشتر و الکهای با قطر کوچکتر برای حجمهای کمتر مناسب هستند.
تطبیق با استانداردها: بدنه الک باید مطابق با استانداردهای بینالمللی مانند استاندارد ASTM یا ISO طراحی شده باشد تا تضمینکننده دقت و عملکرد صحیح باشد.
پایداری و مقاومسازی الک
پایداری در برابر لرزش و حرکت: بدنه الک باید به گونهای طراحی شده باشد که در حین استفاده در دستگاه لرزش (مانند دستگاه الک ویبره) پایدار باقی بماند. این ویژگی از خطاهای ناشی از حرکت و ارتعاشات جلوگیری میکند.
مقاومت در برابر دما: بدنههای الک باید بتوانند در محدودههای دمایی مختلف مقاومت کنند. برای کاربردهایی که نیاز به دماهای بالا یا پایین دارند، بدنههای مقاوم به دما انتخاب مناسبی هستند.
آسانی در تمیز کردن و نگهداری الک آزمایشگاهی
سطوح صاف و بدون درز: طراحی بدنه باید به گونهای باشد که تمیز کردن آن آسان باشد. سطوح صاف و بدون درز به جلوگیری از جمع شدن ذرات و مواد درزگیری کمک میکند.
امکان جداسازی مش: بدنه الک باید به گونهای طراحی شده باشد که مش به راحتی قابل جدا شدن و نصب مجدد باشد. این ویژگی باعث تسهیل در تمیز کردن و تعویض مش میشود.
الکهای آزمایشگاهی که در ایران ساخته میشود در سه اندازه فریم استاندارد هستند:
فریم ۸ اینچ = معادل ۲۰۳ میلی متر
فریم ۱۲ اینچ = معادل ۳۰۴ میلی متر
فریم ۱۸ اینچ = معادل ۴۵۷ میلی متر
الک آزمایشگاهی که در آزمایشگاه مکانیک خاک با سری ۱۵ تایی ارائه میشود به شماره های ذیل است:
شماره مش ۲۰۰ سایز ۷۵ میکرون
شماره مش ۱۰۰ سایز ۱۵۰ میکرون
شماره مش ۵۰ سایز ۳۰۰ میکرون
شماره مش ۴۰ سایز ۴۲۰ میکرون
شماره مش ۳۰ سایز ۶۰۰ میکرون
شماره مش ۱۶ سایز ۱٫۲۰ میلی متر
شماره مش ۱۰ سایز ۲٫۰۰ میلی متر
شماره مش ۸ سایز ۲٫۳۶ میلی متر
شماره مش ۴ سایز ۴٫۷۵ میلی متر
شماره مش “۳/۸ سایز ۹٫۵۱ میلی متر
شماره مش “۱/۲ سایز ۱۲٫۷۰ میلی متر
شماره مش “۳/۴ سایز ۱۹٫۰۰ میلی متر
شماره مش “۱ سایز ۲۵٫۴۰ میلی متر
شماره مش “۱٫۱/۲ سایز ۳۸٫۱۰ میلی متر
شماره مش “۲ سایز ۵۰٫۸۰ میلی متر
نگهداری الک آزمایشگاهی
تمیز کردن منظم: برای حفظ دقت و عملکرد الک، باید آن را به طور منظم تمیز کرد. استفاده از برسهای نرم، مواد شوینده غیرخورنده و آب گرم برای تمیز کردن مشهای الک توصیه میشود. در صورت لزوم، از مواد خاصی برای از بین بردن مواد چسبیده استفاده کنید.
بررسی دورهای: الکها باید به طور دورهای برای بررسی آسیبها، خرابیها و انحرافات از استانداردهای مشخص شده مورد بررسی قرار گیرند. این بررسی میتواند شامل ارزیابی دقیق اندازه مش، شکل ظاهری و مقاومت کلی الک باشد.
نگهداری صحیح: الکها باید در شرایط مناسب نگهداری شوند. از قرار دادن الکها در محیطهای مرطوب یا دارای مواد شیمیایی خورنده خودداری کنید. همچنین، الکها باید به دور از ضربهها و فشارهای فیزیکی نگهداری شوند تا از آسیب به مشها و قاب جلوگیری شود.
کالیبراسیون و استانداردسازی: در برخی از موارد، نیاز به کالیبراسیون و استانداردسازی الکها وجود دارد. انجام این مراحل به دقت و صحت نتایج آزمایش کمک میکند و باید توسط متخصصان معتبر انجام شود.
