جهاز الفرن المعملي FG (فرن التجفيف أو الفور) هو جهاز يستخدم لتجفيف العينات المعملية عن طريق توفير حرارة متساوية. عادةً ما تُصنف الأفران إلى نوعين: مع مروحة وبدون مروحة، وتتوفر بأحجام مختلفة. في بعض الحالات، يتم تصنيفها أيضًا بناءً على نوع الجسم، نوع وحدة التحكم، ومدى درجات الحرارة. يُعتبر فرن التجفيف المعملي FG من المعدات الثابتة في المختبرات، وبفضل مجموعة الميزات والمدى الحراري (حتى 300 درجة مئوية)، يتم استخدامه في مختبرات متنوعة مثل مختبرات مصانع الأدوية، مختبرات التشخيص الطبي، المستشفيات، الجامعات والمراكز البحثية، صناعة المواد الغذائية، وغيرها. بناءً على نوع الاستخدام، يطلق عليها أيضًا أفران التجفيف (DRYING OVEN) أو الأفران الحرارية.

بشكل عام، الحاضنة (الإنكوباتور) هي إحدى المعدات المعملية التي توفر بيئة مناسبة لنمو أنواع الميكروبات والبكتيريا من خلال توفير حرارة متساوية، والتحكم في درجة الحرارة، والرطوبة، وكذلك مستوى الأوكسجين وثاني أكسيد الكربون. يُعتبر هذا الجهاز من الأدوات الأساسية في مختبرات الأدوية، التشخيص الطبي، الميكروبيولوجيا، البيولوجيا، علم الخلايا، والصناعات المختلفة مثل صناعة المواد الغذائية، النفط والغاز، مستحضرات التجميل والصحة، وكذلك المراكز البحثية بما في ذلك الزراعة. تُعد الحاضنات ضرورية للعديد من الأعمال التجريبية في علم الخلايا، الميكروبيولوجيا، وعلم الأحياء الجزيئي، وتستخدم لزراعة الخلايا البكتيرية والخلايا حقيقية النواة.

1- التفاوت بين الحاضنة (الإنكوباتور) والفرن (الأوفن) في التطبيق:
الحاضنة هي جهاز معملي يعمل على توفير درجة حرارة متساوية (عادة 37 درجة مئوية) لزراعة وتكاثر العينات الحية مثل الخلايا أو الكائنات الدقيقة. تتميز الحاضنات بتنوعاتها العديدة، وعادة ما تُصنف بناءً على نوع تدفق الهواء (هواء عادي أو مزود بمروحة)، نطاق التحكم في درجة الحرارة (حراري وبرودة)، والعوامل القابلة للتحكم مثل الرطوبة، الضوء، CO2، وO2.
أما الفرن فيستخدم لتوفير حرارة عالية لتجفيف العينات المعملية. النطاق الحراري الواسع يجعل الأفران تستخدم في مختبرات مختلفة. تصنف الأفران عادةً بناءً على نوع تدفق الهواء (مع مروحة أو بدون مروحة).

2- التفاوت في نطاق درجة الحرارة بين الحاضنة والفرن:
عادةً ما تكون أقصى درجة حرارة في الحاضنة حوالي 70 درجة مئوية، وفي بعض الحالات تصل إلى 100 درجة مئوية، بينما أقصى درجة حرارة في الأفران تتراوح عادةً بين 250 إلى 300 درجة مئوية.

3- التفاوت في دقة درجة الحرارة:
نظرًا لأن الحاضنات تعمل في نطاق حراري محدود، فهي توفر دقة عالية في درجة الحرارة. دقة الحرارة في الحاضنات عادةً ما تكون 0.1 درجة مئوية. بينما في الأفران، نظرًا للنطاق الحراري الواسع، تكون دقة درجة الحرارة أقل مقارنةً بالحاضنات، حيث تكون عادةً 2 درجة مئوية، وقد يختلف هذا الرقم حسب درجة الحرارة وطراز الجهاز سواء كان مزودًا بمروحة أم لا.

4- التفاوت في الشكل الخارجي بين الحاضنة والفرن:
عادةً ما لا يوجد فرق كبير في الشكل بين الأفران والحاضنات. قد يكون الفرق الوحيد في الشكل هو وجود باب زجاجي كباب ثانوي في الحاضنات، وهو يستخدم لمنع الصدمة الحرارية للعينات داخل الغرفة (عند فتح الباب). مع ذلك، في بعض الأفران قد يحتوي جزء من الباب على زجاج، وذلك لتمكين رؤية داخل الحجرة أثناء التجربة.

سؤال: هل يمكن استخدام الفرن بدلاً من الحاضنة؟

بسبب نطاق درجات حرارة الفرن، قد يسأل البعض إذا كان يمكن استخدام الفرن في درجات حرارة منخفضة (مثلًا 37 درجة مئوية)؟

الجواب:
إجابة هذا السؤال تتطلب دراسة دقيقة لاحتياجات العميل. كما تعلمون، نطاق درجات حرارة الفرن واسع، وبما أن الأفران عادة ما تُصمم لدرجات حرارة فوق 80 درجة مئوية، فإنها عادةً لا توفر الدقة المطلوبة في درجات الحرارة المنخفضة.
ومع ذلك، قام بعض المصنعين بإضافة إعدادات خاصة في الأفران المعملية لاستخدامها عند العمل في درجات حرارة منخفضة. ورغم أن هذه الإعدادات قد تحسن الدقة، يجب ملاحظة أن استخدام الحاضنة والأفران يختلف تمامًا، وحتى المعايير بين الجهازين تختلف.
لذا لا يُنصح باستخدام الفرن بدلاً من الحاضنة لزراعة الميكروبات والخلايا الحية. ولكن يمكن استخدام الفرن في درجات حرارة منخفضة في التجارب التي لا تتطلب دقة حرارية عالية، ولأغراض أخرى غير زراعة الخلايا الحية (مثل التجارب الصناعية).

سؤال: هل يمكن استخدام الحاضنة العادية بدلاً من الحاضنة المبردة؟

نظرًا للسعر الأعلى للحاضنات المبردة مقارنة بالحاضنات الحرارية، قد يتساءل البعض إذا كان يمكن استخدام الحاضنة الحرارية بدلاً من الحاضنة المبردة؟

الجواب:
الحاضنات المبردة عادة ما تُستخدم لزراعة الفطريات في صناعات الطعام وفقًا للمعايير المحددة في درجات حرارة 25 و 30 درجة مئوية. ونظراً لأن درجة حرارة المختبر عادة ما تكون في حدود 25 درجة مئوية، ولأن درجة الحرارة في البيئة يمكن أن تتغير في فصول السنة المختلفة، فإنه من الضروري استخدام نظام تبريد للحفاظ على درجة حرارة 25 درجة مئوية.
لذلك، لا يمكن استخدام الحاضنة الحرارية بدلاً من الحاضنة المبردة لهذه التجارب.

سؤال: إذا كانت درجة حرارة مختبري 22 درجة مئوية، هل يمكنني استخدام الحاضنات العادية لتحقيق درجة حرارة 25 درجة مئوية؟

الجواب:
يجب ملاحظة أن نطاق درجات حرارة الحاضنات عادة ما يكون 5 درجات مئوية أعلى من درجة حرارة البيئة (وقد يختلف هذا الرقم بين العلامات التجارية). وبالتالي، لتحقيق درجة حرارة 25 درجة مئوية في مختبر بدرجة حرارة 22 درجة مئوية، فإنك تحتاج إلى نظام تبريد.
بالإضافة إلى ذلك، لا يمكن التحكم في درجة حرارة المختبر بدقة، وهناك احتمال أن تصبح درجة الحرارة أعلى، لذا فإن المعايير المختبرية توصي باستخدام الحاضنات المبردة لهذه الأنواع من التجارب.

سؤال: إذا كانت درجة حرارة مختبري 22 درجة مئوية، هل يمكنني استخدام الحاضنات العادية لتحقيق درجة حرارة 30 درجة مئوية؟

الجواب:
كما في الحالة السابقة، نطاق درجات حرارة الحاضنات عادة ما يكون 5 درجات مئوية أعلى من درجة حرارة البيئة (وقد يختلف هذا الرقم بين العلامات التجارية). لذا، لتحقيق درجة حرارة 30 درجة مئوية في مختبر بدرجة حرارة 22 درجة مئوية، ستحتاج إلى نظام تبريد.
لا يمكن دائمًا التحكم في درجة حرارة المختبر بدقة، وهناك احتمال أن تصبح درجة الحرارة أعلى. على سبيل المثال، قد تكون درجة الحرارة في فصل الصيف 22 درجة مئوية خلال النهار بسبب تشغيل النظام التبريدي، ولكن في الليل مع إيقاف النظام، قد ترتفع درجة الحرارة.
في هذه الحالة، تحتاج إلى نظام تبريدي للحفاظ على درجة حرارة 30 درجة مئوية ثابتة. لذلك، توصي المعايير المختبرية باستخدام الحاضنات المبردة لهذه الأنواع من التجارب.