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冻干机的三态变化

更新时间:23/03/23 14:09:03     来源:www.taidajixie.com
    冻干机的原理基于水的三态变化,水有固态、液态、气态,三种状态既可以相互转换又可以共存。
    当水在三相点(温度为0.01℃,水蒸气压为610.5Pa)时,水、冰、水蒸气三者可以共存,且相互平衡。在高真空状态下,利用升华原理,使预先冻结的物料中的水分,不经过冰的融化,直接以冰态升华为水蒸汽被除去,从而达到冷冻干燥的效果。
    冻干制品呈海绵状、无干缩、复水性、含水分极少,经过包装后,可以在常温状态下长时间保存和运输。
    冻干样品在加热前,需要先抽真空,原因包括:①将样品放入真空箱中抽取真空,以抽取样品中的可抽取气体成分。如果先加热样品,气体会在加热时膨胀,因真空箱的密封性很好,膨胀气体产生的巨大压力可能会让观察窗钢化玻璃爆裂。这是一个潜在危险,这种危险可以通过先抽真空再加热来避免;若按照先加热再抽真空的程序操作,当加热空气被真空泵抽出时,热量必然会带到真空泵上,导致真空泵温升过高,可能降低真空泵的效率;当加热气体导向真空压力表时,真空压力表会产生温升。若温升超过真空压力表规定的使用温度范围,真空压力表可能会产生示值误差。
    因为真空冻干机与传统加热方法不同,加热干燥只发生一个从“液体→气体”的相变,而冷冻干燥需要经过两次相变,先从“液体→固体”的形变,再经过升华“固体→气体”的相变。
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