實驗室(shì)凍幹(gān)機(jī)的出現(xiàn)為(wéi)科學研究提(tí)供(gōng)了(liǎo)重(zhòng)要的技術(shù)支(zhī)持(chí)
點(diǎn)擊次數:1710 更(gēng)新時間:2023-07-25
實(shí)驗室凍幹機是常(cháng)用於(yú)實驗室中的(dí)設備(bèi),用(yòng)於將(jiāng)液(yè)態樣品通過冷(lěng)凍和減(jiǎn)壓過程轉(zhuǎn)化(huà)為(wéi)幹燥的固體樣(yàng)品。利用預冷凍(dòng),真空抽(chōu)吸,加熱(rè)除(chú)冰和(hé)恢復常壓的循環(huán)過程,將液態(tài)樣品轉(zhuǎn)化為幹燥的(dí)固體樣品。這種技術(shù)廣泛(fàn)應(yīng)用於物理,生(shēng)物,藥(yào)物等(děng)領域(yù),為(wéi)科學研究(jiū)和實(shí)驗提(tí)供了重(zhòng)要的(dí)工具(jù)。
實驗室凍幹機(jī)的工作(zuò)原理主(zhǔ)要包括(kuò)四(sì)個步(bù)驟(zhòu):預冷凍,真(zhēn)空抽(chōu)吸,加熱除冰(bīng)和恢復常壓。
1.預冷(lěng)凍階(jiē)段。在該階段(duàn),液(yè)態樣品首先被(bèi)置(zhì)於(yú)低(dī)溫(wēn)環境(jìng)中,通常(cháng)使用製冷(lěng)單元進行(háng)冷(lěng)卻(què)。冷卻過程(chéng)會形成冷凍的結冰層,其(qí)中(zhōng)液(yè)態(tài)水(shuǐ)會逐(zhú)漸(jiàn)轉(zhuǎn)化(huà)為固(gù)態冰晶。這一步驟(zhòu)有助(zhù)於保(bǎo)持(chí)樣(yàng)品(pǐn)的結構(gòu)穩定性,並減緩溶劑揮(huī)發速度。
2.真空抽吸階段(duàn)。在此階(jiē)段,係(xì)統建立真(zhēn)空(kōng)環(huán)境(jìng),通過(guò)減小係(xì)統壓力,使凍結的水從(cóng)固態直(zhí)接轉變為(wéi)氣相(即氣化)。因(yīn)為真空(kōng)環(huán)境中(zhōng)的(dí)水分子處於較低壓(yā)力(lì)下,所以(yǐ)水分可(kě)以(yǐ)通(tōng)過(guò)升華(huá)的(dí)方式轉變(biàn)為水(shuǐ)蒸(zhēng)氣,而(ér)不是通過液體形(xíng)式(shì)。
3.加(jiā)熱除冰階段。在此階段,冷(lěng)凍樣品被(bèi)加熱,以(yǐ)便去(qù)除殘留的(dí)水(shuǐ)分和其(qí)他溶(róng)劑(jì)蒸汽。通(tōng)常(cháng)使(shǐ)用(yòng)電(diàn)加(jiā)熱(rè)器(qì)或熱(rè)板(bǎn)來(lái)提供熱(rè)量,使凍幹(gān)器內部溫度升高。由於係(xì)統(tǒng)處於真(zhēn)空(kōng)狀態,水分(fēn)分子可以直接從固態升華為(wéi)水蒸氣,從而將(jiāng)樣(yàng)品中(zhōng)的(dí)水(shuǐ)分除去。
4.恢復常壓階段。真空(kōng)環(huán)境(jìng)被撤(chè)銷,恢復(fù)到常壓狀(zhuàng)態。這個過(guò)程(chéng)允(yǔn)許幹燥(zào)的樣(yàng)品重新(xīn)吸收周圍(wéi)的水分(fēn),並維持(chí)相對(duì)穩定(dìng)的(dí)濕(shī)度。在這(zhè)個階(jiē)段,凍幹(gān)的樣(yàng)品(pǐn)會逐漸回復其原始形狀(zhuàng)和重(zhòng)量。
實驗室(shì)凍幹機的工作原理(lǐ)基本(běn)上就(jiù)是(shì)以上幾(jī)個(gè)步(bù)驟(zhòu)的重(zhòng)復(fù)循環(huán)。通過周(zhōu)期(qī)性地進(jìn)行預(yù)冷凍,真空(kōng)抽吸,加熱(rè)除冰和恢(huī)復常(cháng)壓(yā),樣品可以逐(zhú)漸(jiàn)被凍(dòng)幹(gān)。這(zhè)種凍幹技(jì)術可(kě)以(yǐ)保(bǎo)持(chí)樣品(pǐn)的結構(gòu)完(wán)整性和化(huà)學(xué)活性(xìng),同(tóng)時還(huán)能(néng)延(yán)長其保質期。