實驗室有很多種設(shè)備,其中的冷凍干燥機(jī)是一種常見的固體干燥設(shè)備,主要用于將高含水量的物料從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦稍锏墓虘B(tài)。在這個過程中,物料首先被冷卻到低溫,然后通過減壓去除水分。這篇文章將詳細(xì)介紹實驗用凍干機(jī)的運(yùn)行原理。
1.冷凍
實驗用凍干機(jī)重要的部分就是冷凝器。當(dāng)濕潤的空氣流經(jīng)冷凝器時,其中的水蒸氣會凝結(jié)成液態(tài)水。因此,我們需要將冷凝器維持在足夠低的溫度,以確保水分可以被完全凝結(jié)。通常,冷凝器的溫度會被調(diào)節(jié)到-50℃至-80℃之間。
2.減壓
接下來,通過冷凝器之后的空氣會被引導(dǎo)進(jìn)入真空室內(nèi)。在這里,真空泵會對空氣進(jìn)行抽取,使其壓力降低至一個很低的水平。由于壓力的降低,水分開始從液態(tài)狀態(tài)變成氣態(tài)狀態(tài)(蒸發(fā))。在真空室內(nèi),我們還需要使用加熱器來提高空氣溫度,以促進(jìn)水分的蒸發(fā)。
3.冷阱
接下來,我們需要將空氣引導(dǎo)到冷阱中。在這里,再次通過降低溫度使得水分凝結(jié)并被收集。通常,冷阱的溫度會被調(diào)節(jié)到-80℃至-110℃之間。因為此時溫度非常低,所以需要使用很長時間才能達(dá)到干燥的效果。
4.運(yùn)行周期
以上三個步驟組成了一個完整的運(yùn)行周期。在每個周期結(jié)束后,收集到的水分會被排出設(shè)備。然后,該過程會持續(xù)進(jìn)行多個周期直到物料完全干燥。整個過程需要花費(fèi)數(shù)小時甚至數(shù)天的時間才能完成。
總之,實驗用凍干機(jī)的運(yùn)行原理可以分為三個主要步驟:冷卻、減壓和收集。在實際應(yīng)用中,由于不同物料的干燥需求不同,可能需要對溫度、壓力和時間等參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。冷凍干燥機(jī)具有干燥速度慢、設(shè)備大型、維護(hù)難度高等缺點(diǎn),但其高質(zhì)量的干燥效果使得它廣泛應(yīng)用于制藥、食品、化工等領(lǐng)域。