Wie man das Anlassen von Borosilikatglas mit IR-Kontrolle richtig macht
Hat man schon mal erlebt, dass ein Stück Laborglas einfach „explodiert“ ist? Das kann während eines Sterilisierungsprozesses oder wenn man Vakuum erzeugt, passieren. Es handelt sich dabei um einen Albtraum. In der Regel liegt das daran, dass im Glas interne Spannungen entstehen – im Grunde genommen kühlen sich die Innen- und Außenseiten des Glases unterschiedlich schnell ab, wodurch das Glas die entstehenden Spannungen nicht mehr aushalten kann.
Deshalb kommen hochpräzise Infrarotlampen ins Spiel. Sie helfen dabei, das Glas von seinem weichen, plastischen Zustand in einen festen Zustand zu bringen, ohne dass dabei weitere Spannungen entstehen.
Warum 0,1°C wirklich wichtig ist
Das Anlassen von Glas bedeutet nicht, das Glas mit Wärme zu überfluten. Es geht vielmehr darum, wie man es abkühlen lässt. Wenn die Temperatur um auch nur 2°C schwankt, gibt es Probleme. Man könnte den richtigen Zeitpunkt für das Anlassen des Glases verpassen oder das Glas zu schnell abkühlen lassen. Borosilikatglas ist empfindlich – es gibt nur einen kleinen Bereich, in dem die Spannungen nachlassen können.
Wir streben eine Genauigkeit von 0,1°C an. Warum? Weil, wenn die äußere Schicht bereits erstarrt, während der Kern noch flüssig ist, entsteht eine „tickende Zeitbombe“. Nur durch eine konstante Temperatur im gesamten Glas kann man verhindern, dass Risse entstehen.
Die notwendige Ausrüstung – und die Fallstricke
Man kann diese Lampen nicht einfach in einen einfachen Ein-/Ausschalter anschließen und darauf hoffen, dass alles gut geht. Man benötigt hochfrequente PID-Controller sowie Thermoelemente, die schnell reagieren können. Ich verwende meist Kurzwellen-Infrarotlampen. Sie sind großartig, denn ihre Energie dringt tief in die Glaswand ein. Langwellenstrahlung trifft hingegen meist nur die Oberfläche. Kurzwellen hingegen erwärmen das gesamte Glasvolumen.
Achtung: Man benötigt eine starke Stromversorgung, um all diese schnellen Wechsel möglich zu machen. Auch die Belüftung ist wichtig – diese Lampen werden unglaublich heiß. Wenn das Gehäuse nicht richtig belüftet wird, steigt die Hitze in allem an, die Sensoren beginnen falsche Werte anzugeben – und damit geht auch die Genauigkeit von 0,1°C verloren.
Praktische Anwendung
Ich bevorzuge es, diese Lampen in einem Mehrzonen-System zu verwenden. Dadurch wird sichergestellt, dass Hals und Basis des Glaskolbens gleichmäßig aufgeheizt werden. Beim Aufstellen der Anlage sollte man darauf achten, dass die Leistung der Lampen zur Masse des Glases passt. Wenn man zu viel Energie verwendet, entstehen „heiße Stellen“, die das ganze Produkt ruinieren können. Wenn man hingegen zu wenig Energie verwendet, dauern die Prozesse ewig – und man verliert Geld. Es geht darum, genau den richtigen Mittelweg zu finden.