Moin, Moin. Ich hatte eine Idee und wüsste gerne ob diese (einfach)
umsetzbar wäre und mit welchen Dimensionen ich rechnen muss. Vielleicht
kann mir da ja jemand helfen. Ich möchte gerne eine Flüssigkeit von max.
350 ml auf ca 15 Grad über Raumtemperatur aufheizen. Hintergrund ist
eine Möglichkeit zu finden einen sterilen Bioreaktor (möglichst jedes
geeignete Gefäß) zu heizen ohne das der Innenraum durch Kabel und die
dadurch auftretenden Undichtigkeiten kontaminiert wird. Ich habe mich da
an die Induktionsheizplatte errinert und frage mich ob das auch mit
einem kleinen, einfach mit zu autoklavierenden Heizelement in deutlich
kleineren Dimensionen (vielleicht Oberfläche von 9cm2) zu machen ist.
Die Flüssigkeit würde geschwenkt oder belüftet werden um die Temperatur
zu verteilen. Ich würde die Wechselspannung mit einem Atmel und einem
Transistor realisieren wollen. Die Frage ist außerdem wie hoch die
Spannung dabei sein muss. Falls es (wie erwartet) nur mit hohem Aufwand
machbar ist, gibt es andere Möglichkeiten eine entkoppelt
Wärmeübertragung zu bauen? Klar Heizmanschette oder Heizplatte aber dies
funktioniert nicht für alle Arten von Gefäßen und würde das einfallende
Licht abhalten. Würde mich über eine Antwort freuen. Mit freundlichen
Grüßen, Steffen.
Aber ohne Kabel wirst du die Temperatur des Heizelementes (Kern) nicht
überwachen können.
Wie oben Benedikt schon schrieb. Überhitzung.
So schnell kannst du gar nicht rühren oder schwenken.
Vielleicht geht ja Heißluft.
Man könnte auch mit viel Licht heizen.
(Halogenstrahler)
Von 20 auf 35 Grad ist ja nicht so viel.
Ich möchte das gerne universal halten, deshalb ohne Wasserbad. Das Gefäß
wird auch durchwirbelt gegen lokale Überhitzung. Wobei das element auch
nicht wärmer als 50 Grad werden soll.
Die einzige Möglichkeit wäre, dass man das Heizelement und
die Induktionsleistung so dimensioniert und anpasst, das das
Heizelement nie wärmer als 50 Grad wird.
(meine Meinung)
Aber ob das Praktisch funktioniert?
Vielleicht habe ich mal wieder was falsch verstanden (wie immer):-)
Aber ein Wasserbad, Heißluft oder Infrarot finde ich wesentlich
universaler als eine Induktionsspule.
MfG
Thomas
Danke für die Antworten. Es scheint ja doch mit erheblichem Aufwand
verbunden zu sein für ein kleines Projekt. Sehr schade, ich dachte das
wär eine elegante Möglichkeit aber da bleibt dann wohl doch nur das
Wasserbad.
Steffen schrieb:> Wobei das element auch> nicht wärmer als 50 Grad werden soll.
Das Heizelement ist ja im Endefekt eine Spule mit 1 bis viele Windungen.
Diese könnte man durch einen Bimetallschalter bei 50° auftrennen. Oder
man verwendet einen Leiter mit PTC-Charakteristik.
MfG Klaus
Steffen schrieb:> Hintergrund ist> eine Möglichkeit zu finden einen sterilen Bioreaktor (möglichst jedes> geeignete Gefäß) zu heizen ohne das der Innenraum durch Kabel und die> dadurch auftretenden Undichtigkeiten kontaminiert wird.
Das schafft doch schon ein gewöhnlicher Haushaltswasserkocher.
Wo ist da das Problem für Dich? Wenn Du allerdings eine genaue
Temperatur brauchst, wirst Du um einen Tauchfühler für die
Flüssigkeit nicht drumherumkommen.
Ok, das Problem ist, das in dem Reaktor lichtbenötigende Mikroorganismen
wachsen sollen. Dehalb kein Wasserkocher und deshalb auch durchsichtig
und deshalb auch steril . Tauchfühler ist natürlich vorhanden. Die
Heizung sollte sich halt verschiedenen Gefäßen anpassen.
Steffen schrieb:> Ok, das Problem ist, das in dem Reaktor lichtbenötigende Mikroorganismen> wachsen sollen.
Also bleibt nur Glas übrig.
Klaus schrieb:> Das Heizelement ist ja im Endefekt eine Spule mit 1 bis viele Windungen.> Diese könnte man durch einen Bimetallschalter bei 50° auftrennen. Oder> man verwendet einen Leiter mit PTC-Charakteristik.
Ich glaube hier geht das etwas durcheinander.
Soweit ich das verstanden habe:
Er will ein ferromagnetisches Material, welches sich in der Flüssigkeit
(Reaktor) befindet durch Induktion erhitzen.
Klar, das geht, und das geht sogar sehr gut.
Das eigentliche Problem ist die Kontrolle über das System, um eine
lokale Überhitzung zu vermeiden.
Genau das will ich :) nur muss das ja lange laufen und wenn man sich da
youtubevideos an guckt in denen sowas gebaut wurde um Metall zu
schmelzen ist klar: alles muss irgendwie gekühlt werden und das ist doch
alles recht aufwendig.
Thomas B. schrieb:> Soweit ich das verstanden habe:> Er will ein ferromagnetisches Material, welches sich in der Flüssigkeit> (Reaktor) befindet durch Induktion erhitzen.
Soweit ich Induktionsheizer verstanden habe, heizt der Strom. Bei einem
Topf, ist es eine Spule mit einer Windung. Ferromagnetisch muß da nichts
sein. Daß man auf Herden nur ferromatische Materialien verwendet, hat
andere Gründe: Topferkennung und Sicherheit. Durch Vibrationen im Takt
der Erregung kann der Topf wandern, wenn er nicht ferromagnetisch ist.
In der Industrie kann jedes leitfähige Materiel induktiv erwärmt werden.
Man kann also eine Kupferspule durch einen induzierten Strom erwärmen,
und diesen Vorgang unterbrechen, wenn man den Stromkreis öffnet. Anhand
des Stroms in der Erregung kann man auch leicht von außen erkennen, ob
der Kreis im Gefäß offen oder geschlossen ist. Ein Ferritkern könnte
helfen, das Magnetfeld zu konzentrieren, ist aber nicht zwingend
notwendig. Das ganze kann man komplett in Glas einschmelzen, es muß ja
nie wieder geöffnet werden und kann dann beliebig gut sterilisiert
werden.
Steffen schrieb:> wenn man sich da> youtubevideos an guckt in denen sowas gebaut wurde um Metall zu> schmelzen ist klar: alles muss irgendwie gekühlt werden und das ist doch> alles recht aufwendig.
Mit 50° wird man mit Mühe Eiweiß zum denaturieren bringen aber nicht
Metall schmelzen. Ich würd einfach mal abschätzen, was für eine Leistung
man für die 15° Temperaturerhöhung benötigt und über einen Royer
nachdenken.
MfG Klaus
Schon klar das man mit 50C kein Metall schmelzen kann :) Hab den Artikel
hier über den Royer-konverter gelesen. Ich denke die Version mit mosfets
ist es was ich bräuchte und dann mit einer Flachspule. Das ganze muss ja
keine große Leistung bringen.
Steffen schrieb:> Ok, das Problem ist, das in dem Reaktor lichtbenötigende Mikroorganismen> wachsen sollen.
Dann heize doch einfach mit Halogenspots.
Wenn es zu warm wird, schaltest du einen Lüfter zur Kühlung ein.
Ich werde jetzt die Mosfetvariante bauen und die Primärspule selber
wickeln. Statt der Ladespule würde ich ein geeignetes Metall zum Testen
drauflegen (natürlich mit Abstandhalter). Hab meine Anforderung auf
250ml herunter geschraubt. Die Zeit bis zur endgültigen Temperatur
spielt keine Rolle. Kann das funktionieren?
>Hintergrund ist>eine Möglichkeit zu finden einen sterilen Bioreaktor (möglichst jedes>geeignete Gefäß) zu heizen ohne das der Innenraum durch Kabel und die>dadurch auftretenden Undichtigkeiten kontaminiert wird.
Fast alle sinnvollen Möglichkeiten vertragen sich nur mit Gefäßen der
Sorte XY.
Aus Kunststoff: Leitet schlecht die Wärme und schmilzt ev. bevor
die Wärme innen ankommt. Kommt mit Mikrowellenheizung
klar. Hat‘s nicht so mit Induktion.
Aus Glas: Hat's ebenfalls nicht so mit der Wärmeleitung, speichert
aber die Wärme recht gut und heizt somit "nach". Kann
Mikrowellenheizung ab. Hat‘s nicht so mit Induktion.
Aus Eisen: Leitet die Wärme recht gut, ist aber für Leute, die den
Durchblick behalten wollen, ungeeignet. Kann mit
Mikrowellen wenig anfangen. Mag dafür aber die
Induktion.
Aus Aluminium: Auch nichts für Durchblicker.
Steffen schrieb:> Ich werde jetzt die Mosfetvariante bauen und die Primärspule selber> wickeln. Statt der Ladespule würde ich ein geeignetes Metall zum Testen> drauflegen
Ob nun für deine Primärspule und deine Frequenz eine Sekundärspule mit
einer Windung die richtige Wahl ist, kann ich dir nicht sagen.
MfG Klaus
Steffen schrieb:> Kann das funktionieren?
Oben hast du geschrieben, dass du mit "Atmel und einem Transistor" die
Wechselspannung erzeugen willst. Ein bisschen mehr wirst du in die
Schaltung investieren müssen, denn mit dieser Einfachst-Variante
bekommst du keine Wechselspannung hin (und wenn du Pech hast zerschießt
du den FET). Du könntest die Primärspule z.B. mit einer H-Brücke
antreiben, um tatsächlich eine Wechselspannung zu erreichen (oder mit 2
Transistoren und Mittelabgrif. Oder .....).
Ein paar Gedanken würde ich mir an deiner Stelle schon noch über die
Größenordnungen der Zeiten/Felder/Ströme... machen.
- aus der Spannungs-Zeit Fläche und der Windungszahl bekommst du den
magn. Fluss und (mit der Spulenfläche) die Flussdichte
- damit bekommst du die Flussdichte im Metallteil und - mit deren
Zeitableitung - die induzierte Spannung
- aus der induzierten Spannung und der Leitfähigkeit des Metalls
bekommst du die Stärke des Wirbelstroms bzw. die Heizleistung.
Bei magnetischem Metall wird tendenziell die Rechnung etwas
komplizierter (weil die Eindringtiefe sehr schnell sehr klein wird),
aber dafür die Heizung kräftiger.
Eine gute Einführung in die prinzipielle Berechnung bekommst du hier:
http://www.mikrocontroller.net/articles/Transformatoren_und_Spulen
Wenn dir das Ausrechnen zu mühselig ist, kannst du es stattdessen mit
FEMM simulieren. Ich würde nicht nach "exakten Lösungen" suchen, aber
wenigstens nach halbwegs passenden Abschätzungen, damit du zumindest
ungefähr die richtige Größenordnung triffst.
Das mit dem Atmel habe ich verworfen. Dachte jetzt wie von Klaus
vorgeschlagen an einen Royer-konverter. Mein angedachtes Netzteil
liefert bei 5 Volt etwas über 1 Ampere. Kann ich prinzipiell auch statt
dem metall eine zweite flachspule nehmen die ich quasi kurzschließe?
Würde da experimentieren. Anscheinend ist das aber leicht naiv von mir
um ein brauchbares Ergebnis zu bekommen.
Ich verstehe jetzt echt nicht Dein Problem...
Mache das doch einfach mit einem temperierten Wasserbad.
Ein Glasgefäß um den Reaktor das mit Wasser temperiert wird.
Und Licht kannst Du auch noch durchschicken.
Besser kann es doch gar nicht sein.
Wasser ist das optimale Medium.
Dann kannst du den ganzen aufwendigen HF-Kram verwerfen.
Ich weiß jetzt nicht was in deinem Reaktor passiert, aber ich denke
es hat was mit Photosynthese zu tun.
Aber bist du sicher, dass die Hochfrequenz die optimale Lösung ist?
In dem Sinne.
Lasse die Zellen nicht mutieren :-)
Gruß
Thomas
Das wäre doch der Hammer wenn da was mutiert ;) Ernsthaft, es ist nicht
die beste Lösung. Wäre auch mehr sowas wie ein Konzeptprojekt.
Normalerweise haben die Reaktoren eine doppelte Wand in die Warm bzw.
Kühlwasser eingeleitet wird. Nun sind das natürlich Wahnsinnig teure
Gefäße. Ich dachte das ging auch kostengünstiger mit Laborglas und
anderer Heizquelle.
Hi,
wenn man bei der Induktionsgeschichte bleibt, dann wäre es doch
praktisch, wenn man ein Metall hätte, dessen Curie Temperatur der
gewünschten Temperatur im Reaktor entspricht. Das müsste doch das regeln
der Temperatur erleichtern, bzw. überflüssig machen wenn man einen
wesentlichen Teil der Heizleistung über Hystereseverluste realisiert.
Gibts da nicht Lötstationen die so funktionieren, Metcal vielleicht,
hmm, weiß nicht mehr genau...
Flo
