Qu’est-ce qu’un incubateur à basse température ?
Un incubateur basse température est une machine d’essais environnementaux qui permet de régler la température à l’intérieur de l’incubateur dans une plage de températures basses à hautes (d’environ 0°C à environ 60°C ou de -10°C à environ 50°C).
La dénomination diffère selon les fabricants, l’enceinte thermostatique étant appelée incubateur, lequel est également appelé incubateur basse température, incubateur basse température ou incubateur froid. La gamme comprend de grands modèles qui peuvent être programmés pour passer à une température donnée à une heure donnée, ainsi que des modèles plus petits qui peuvent être utilisés sur une table.
Utilisations des incubateurs à basse température
Les incubateurs à basse température sont un type d’appareil d’essai environnemental utilisé pour les essais dans des domaines où les changements dans l’échantillon à basse température sont importants. Les principales utilisations comprennent le stockage et les tests liés au stockage dans l’industrie alimentaire, les tests environnementaux à basse température sur les animaux et les plantes, et les expériences à basse température dans le domaine de la biochimie.
Les conditions de température constante à basse température sont également essentielles dans certaines utilisations et sont utiles pour la culture de micro-organismes et les tests de conservation, ainsi que pour la culture de tissus végétaux et animaux et les tests de conservation. Elles sont également utilisées pour les tests de durabilité et de détérioration de divers composants et équipements.
Les principales utilisations sont les essais de durabilité et de dégradation qui reproduisent les changements de température sur une période de 24 heures en programmant la température et le temps, les essais de durabilité et de dégradation avec des changements extrêmes de basses et hautes températures, et les essais accélérés de ces essais. C’est pourquoi ils sont installés dans des établissements d’enseignement, d’essai et de recherche du monde entier.
Principe des incubateurs à basse température
Un incubateur à basse température est un appareil qui maintient la température à l’intérieur d’une chambre dans une plage de température relativement basse. La chambre dans laquelle l’échantillon est placé possède une paroi extérieure dotée d’une structure thermo-isolante qui empêche la température interne d’être affectée par l’environnement extérieur.
La structure minimise donc l’influence des changements de température externes et maintient la température interne constante. Les incubateurs à basse température sont classés en deux catégories selon la méthode utilisée pour contrôler la température à l’intérieur de la chambre : la “méthode de la circulation d’air” et la “méthode de l’enveloppe d’air”. Elles sont expliquées dans l’ordre suivant :
1. Systèmes à circulation d’air
Dans la méthode de circulation de l’air, un ventilateur est utilisé pour agiter l’air dans la chambre afin d’égaliser la température. Dans cette méthode, un dispositif produit de l’air à température contrôlée à l’extérieur de la cuve où est placé l’échantillon.
Cet air est ensuite introduit dans la chambre, où il se dilate et circule à l’aide d’un ventilateur afin d’assurer une distribution uniforme de l’humidité dans la chambre. Ce système est utilisé dans les thermostats basse température relativement grands.
2. Incubateurs basse température à enveloppe d’air
Le système d’enveloppe d’air n’a pas de ventilateur. Ils comportent une couche d’air circulant, appelée manteau d’air, à l’extérieur de la chambre. Cette couche génère des courants d’air qui contrôlent la température en la réchauffant et en la refroidissant.
La température de l’espace à l’intérieur de la chambre entourée de l’enveloppe d’air est maintenue à une température uniforme par convection naturelle. Ce système se caractérise par le fait qu’il y a peu d’air sec ou de flux d’air excessif dans la chambre où les spécimens sont stockés, ce qui réduit les dommages causés aux spécimens.
Autres informations sur les incubateurs à basse température
1. Incubateurs à basse température avec éléments Peltier
Certains incubateurs à basse température sont relativement compacts et utilisent des dispositifs Peltier pour chauffer et refroidir la chambre. Les dispositifs Peltier sont des semi-conducteurs qui transfèrent la chaleur d’une surface absorbant la chaleur à une surface générant de la chaleur sous l’effet de l’électricité. Dans ces incubateurs à basse température, le dispositif Peltier est en contact direct avec la paroi extérieure de la chambre dans laquelle l’échantillon est placé pour chauffer et refroidir l’intérieur.
Les incubateurs à basse température utilisant des éléments Peltier sont extrêmement compacts et peuvent être utilisés sur une table. Certaines tailles conviennent à l’incubation et au stockage de petites quantités dans des microtubes, des flacons (1-10 ml), des tubes à centrifuger et des boîtes de Pétri, par exemple.
Ces petits incubateurs sont exempts d’inconvénients tels que l’instabilité des températures causée par l’ouverture et la fermeture de la porte, qui peut être un problème dans les incubateurs de grande capacité interne.
2. Incubateurs thermostatiques à basse température
Certains incubateurs à basse température peuvent couvrir une large gamme de températures, non seulement les basses températures mais aussi les températures normales et sont équipés d’une fonction de contrôle de l’humidité. Les performances de base de la plupart des humidificateurs thermostatiques basse température dépassent celles des humidificateurs thermostatiques basse température ordinaires et leur plage de régulation de température s’étend approximativement de -20°C à 85°C.
De plus, la capacité de contrôle de l’humidité est d’environ 50 % à 90 %. Les humidificateurs thermostatiques à basse température sont idéaux pour les essais de stockage nécessitant un contrôle strict de la température à la température ambiante (10-35°C), à la réfrigération (0-10°C) ou à la congélation (-15°C ou moins). Les cryo-hygrostats sont principalement utilisés pour les tests de conservation des aliments et les tests de stabilité des produits pharmaceutiques et cosmétiques.
3. Différence entre un incubateur thermostatique basse température et un incubateur
Les incubateurs thermostatiques sont appelés incubateurs. Cependant, les incubateurs comprennent également les équipements utilisés à des fins de protection biologique, tels que les “incubateurs et couveuses pour nouveau-nés”. La différence essentielle entre les deux est que les couveuses vendues pour des utilisations d’incubation, par exemple, peuvent être réglées à des températures d’environ 20°C à 40°C, ce qui constitue une plage de température applicable plus étroite que celle des couveuses à basse température.
Certaines couveuses sont également dotées d’une fonction de retournement des œufs, nécessaire pour retourner les œufs, et d’une fonction de contrôle de l’humidité pour créer un environnement d’incubation, qui ne peut être utilisé comme alternative à une couveuse à basse température. La plage de réglage de la température permet de déterminer si un appareil étiqueté comme couveuse est une couveuse froide ou une couveuse. Par exemple, les incubateurs qui peuvent être réglés de -10°C à 60°C sont des cryo-incubateurs, tandis que ceux qui sont limités à une plage de température proche de la température corporelle de 30°C ± 10°C sont des incubateurs.
Il existe également des différences de prix : les incubateurs commercialisés en tant que petits incubateurs coûtent moins de 70 euros, tandis que les incubateurs commercialisés en tant qu’équipements ayant les performances d’un incubateur à basse température sont beaucoup plus coûteux.