Validation
Un four chauffant est un appareil permettant de contrôler les températures de -10 °C à +300 °C. Les fours simples sont des caissons isolés munis d’un système de chauffage réglable. Des fours plus avancés peuvent également abaisser la température en dessous du niveau ambiant (grâce à la réfrigération) et/ou contrôler le niveau de vide.
La majorité des fours sont dotés de portes intérieure et extérieure, souvent en verre pour des raisons de transparence. Les principaux contrôleurs comprennent une minuteur. Certains peuvent également être programmés pour utiliser différents niveaux de température. La taille des fours est variable : certains sont conçus pour être posés sur une table alors que d’autres sont des appareils de grande taille installés au sol. La distribution de la température est assurée grâce à la gravité ou à une convection forcée par le ventilateur.
Process
La plupart des fours standard sont conçus avec une entrée d’air extérieure à travers un filtre, suivie du chauffage et d’une distribution uniforme de l’air dans la chambre de manière à obtenir un impact égal sur les échantillons placés sur les étagères (perforées) à tout endroit de la chambre. L’air vicié est évacué vers l’extérieur grâce à un port situé en haut de l’appareil. Le paramètre à surveiller est la température, qui sera généralement comprise entre -10 et +300 °C. Les échantillons sont souvent placés dans des conteneurs fermés afin d’empêcher toute contamination croisée.
Les fours à vide sont plus complexes, la température et la pression étant surveillées et contrôlées. Afin d’abaisser la pression en dessous du niveau ambiant, une pompe à vide est raccordée à la chambre. Par ailleurs, un ventilateur est généralement prévu pour brasser l’air et assurer l’homogénéité de la chambre. Les fours à vide servent principalement à assécher des substances dans des conteneurs ouverts par évaporation forcée.
Les paramètres de contrôle classiques dans les fours sont les suivants :
• Température : -10 à +300 °C (+/-2 °C)
• Pression : 10 mBar à 1 100 mBar
Défis
La validation des fours est divisée en trois grandes catégories.
Les fours standard avec une plage de température de -10 à +100 °C ne posent généralement pas de problème particulier : les paramètres à contrôler sont en effet assez faciles à obtenir. Les températures ne sont pas extrêmes et aucune mesure de pression n’est nécessaire, la gamme de capteurs Lab pour la température ou des sondes de température et d’humidité peuvent donc être utilisées pour simplifier l’opération. Les capteurs Lab sont équipés d’un indicateur LED qui fournit à l’opérateur des informations instantanées sur le statut du capteur.
Concernant les fours à haute température (de +100 à +300 °C), du matériel spécial sera requis. En cas d’utilisation de capteurs embarqués, des sondes de haute température et une barrière thermique de protection seront nécessaires.
S’agissant des fours à vide (à haute température), les capteurs embarqués sont pratiques, ce qui implique d’utiliser également des sondes de haute température et une barrière thermique. Dans certains cas, la barrière thermique standard à base d’eau ne pourra pas être utilisée du fait de l’évaporation supplémentaire générée par le vide.
Si les capteurs sont munis de l’option SKY, des données en temps réel pourront être traitées. En revanche, dans le cas de fours standard de très petite taille et de faible volume munis de ports d’accès, l’utilisation de thermocouples peut s’avérer avantageuse afin de réduire l’impact et le volume de la chambre.
Le temps nécessaire à la qualification/validation d’un four doit être pris en considération. Le taux d’échantillonnage du capteur devra être déterminé en fonction de sa capacité de mémoire.
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