ऐसे काँच का रहस्य, जो आसानी से नहीं टूटता
क्या आपने कभी ऐसा होते हुए देखा है कि बोरोसिलिकेट से बना फ्लास्क अचानक ही फट जाए? ऐसा शायद स्टरलाइजेशन के दौरान, या किसी रासायनिक अभिक्रिया के दौरान होता है। यह वाकई एक भयावह स्थिति है। आमतौर पर, ऐसा इसलिए होता है क्योंकि काँच में “आंतरिक तनाव” मौजूद होता है। यदि काँच को बहुत तेज़ी से, या असमान रूप से ठंडा किया जाए, तो वास्तव में उसमें एक “टाइम-बम” ही बन जाता है।
ऐसी स्थिति से बचने हेतु, हम इन्फ्रारेड (IR) हीटिंग का उपयोग करते हैं। लेकिन यह कोई साधारण इन्फ्रारेड नहीं है… यह ऐसी प्रणाली है जो तापमान को 0.1°C के भीतर ही बनाए रख सकती है।
सही तापमान प्राप्त करना
काँच एक ही बार में पिघलता नहीं है। ऐसा एक विशेष बिंदु होता है, जिसे “एनीलिंग पॉइंट” कहा जाता है। यही वह क्षण है जब काँच इतना नरम हो जाता है कि उसमें मौजूद आंतरिक तनाव कम हो जाता है… लेकिन इतना नरम भी नहीं कि काँच पूरी तरह पिघल जाए।
समस्या यह है कि यह बिंदु बहुत ही संकीर्ण है। यदि हीटर का तापमान 2-3 डिग्री भी बढ़ जाए, तो समस्या हो जाती है… काँच का बाहरी हिस्सा तो गर्म हो जाता है, लेकिन उसका कोर अभी भी तनावग्रस्त रहता है।
इसीलिए हम शॉर्ट-वेव इन्फ्रारेड उत्सर्जकों का ही उपयोग करते हैं… ये उत्सर्जक काँच की दीवारों में गहराई तक पहुँचते हैं… न कि केवल सतह को ही गर्म करते हैं… इससे तापमान बाहर से अंदर तक समान रहता है।
0.1°C क्यों जरूरी है?
अधिकांश औद्योगिक हीटर थोड़े असटीक होते हैं… वे ऐसे सर्किटों का उपयोग करते हैं जो प्रयोगशाला के कामों हेतु पर्याप्त सटीक नहीं होते। जब 0.1°C की सटीकता आवश्यक होती है, तो हीटर को तुरंत ही प्रतिक्रिया देनी होती है… जैसे ही सेंसर में कोई परिवर्तन होता है।
हम उच्च-घनत्व वाले फिलामेंटों एवं तेज़-गति वाले SCRs का उपयोग करते हैं… ताकि हम लक्षित तापमान से आगे न जाएँ।
दरअसल, यदि हीटर बहुत अधिक गर्म हो जाए, तो काँच में एक नया तापीय ढाँचा बन जाता है… ऐसी स्थिति में काँच के भौतिक नियमों के खिलाफ ही काम करना पड़ता है… और हर बार ही हार ही होती है।
नुकसान/चुनौतियाँ
उच्च-सटीकता वाले इन्फ्रारेड उपकरण तो शक्तिशाली होते हैं… लेकिन वे बहुत ही ऊर्जा खपत करते हैं… इसके अलावा, गर्मी के बाहर न जाने हेतु रिफ्लेक्टरों को भी ठीक से लगाना होता है।
और एक और बात… इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों हेतु कूलिंग फैन भी आवश्यक हैं… यदि नियंत्रक उपकरण बहुत गर्म हो जाएँ, तो वे काम नहीं करेंगे… ऐसी स्थिति में 0.1°C की सटीकता तो बिल्कुल ही खत्म हो जाती है।