在干燥過程中，任何實(shí)驗(yàn)室的重要設(shè)備都是真空烤箱。探索真空烤箱背后的科學(xué)。
科學(xué)研究涉及大量的反復(fù)試驗(yàn)。它還涉及解決有時(shí)相互矛盾的問題的必要性。當(dāng)久經(jīng)考驗(yàn)的方法成為問題的一部分時(shí)，簡(jiǎn)單的解決方案從一開始就被拋棄。
例如，真空烤箱可用于需要干燥但無(wú)法加熱的地方。同樣適用于流動(dòng)空氣產(chǎn)生的摩擦?xí)茐臉悠坊蜻^程的情況。
當(dāng)您需要干燥樣品、微芯片或制劑時(shí)，真正的解決方案是將液體移出而不會(huì) 不可逆轉(zhuǎn)地改變物質(zhì)。對(duì)于這組復(fù)雜的問題，靜水壓力的力量得到鍛煉。
繼續(xù)閱讀以了解實(shí)驗(yàn)室如何使用物理原理來(lái)解決這些棘手的問題。
真空烤箱用途
在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中使用真空烘箱進(jìn)行干燥有兩個(gè)主要原因。
首先是避免其他形式的干燥帶來(lái)的問題。熱量是各種不同揮發(fā)物和生物樣品的大敵。干燥過程中引入的氧氣氧化也會(huì)導(dǎo)致某些物體的使用壽命縮短或出現(xiàn)嚴(yán)重錯(cuò)誤。
其次，在處理生物或生物活性物質(zhì)時(shí)，需要精確的控制水平來(lái)復(fù)制樣品。與控制壓力、溫度和氣流的真空干燥相比，其他干燥方法留下了更多的開放變量，所有這些都 限制了污染和誤差范圍。
甲 質(zhì)量真空烘箱中 采取的猜測(cè)樣品制備，并迅速?gòu)臐駳庖胗置绯鐾纯嗪髲牧踊?jié)省昂貴的部件。
什么是干燥？
在分子水平上，干燥是從周圍材料中去除水分子。將水排出的方法是打開鍵并將液態(tài)水轉(zhuǎn)化為蒸汽，蒸汽會(huì)轉(zhuǎn)移出去，留下密度較大的固體和其他液體材料。
加熱干燥
通常，這是通過加熱物體來(lái)完成的。熱量越高，鍵越打開，越多的液態(tài)水變成水蒸氣。創(chuàng)造足夠的熱量以將水排出而不燒毀所需的材料是訣竅。
它有助于水很容易被激發(fā)并在 100 攝氏度左右的適當(dāng)?shù)蜏叵伦兂烧魵?。?dāng)材料的熱量過多時(shí)，需要利用水分子的特性。
風(fēng)干
當(dāng)熱量不充足時(shí)，穿過表面的空氣會(huì)產(chǎn)生壓力變化，從而影響水的沸點(diǎn)。
輸入的空氣越干燥，效果越好。潮濕的空氣已經(jīng)被水蒸氣飽和了，因此收集更多的拉力較小。
當(dāng)空氣穿過物體時(shí)，物體會(huì)因水的能量從液態(tài)轉(zhuǎn)移到氣態(tài)而升溫。隨著空氣和表面之間的溫差縮小，這會(huì)減慢干燥速度。
物體的孔隙越多，將物體中的水進(jìn)一步拉到表面，在那里它可以釋放出來(lái)，然后被周圍的空氣捕獲，所需的時(shí)間就越長(zhǎng)。
表面溫度和空氣溫度之間的理想差異會(huì)產(chǎn)生降低水的沸點(diǎn)溫度所需的分壓差，并以較少的能量殘留在表面上釋放蒸汽。
真空干燥
了解了熱量和空氣流動(dòng)的概念后，您就可以繼續(xù)進(jìn)行真空干燥過程了。
只要空氣不潮濕并且在移動(dòng)，它就會(huì)在空氣和表面之間產(chǎn)生分壓差。
在低壓氣氛的情況下，水的沸點(diǎn)溫度從100℃降低。這是太空減壓?jiǎn)栴}的一部分，接近零的氣壓會(huì)極大地改變?nèi)梭w內(nèi)水的沸點(diǎn)，導(dǎo)致你的液態(tài)身體迅速轉(zhuǎn)化為氣體。
對(duì)于真空干燥，您需要迅速將逸出的水蒸氣從表面材料上移開，以防止逸出的能量升高表面溫度。
保持真空同時(shí)也通過系統(tǒng)推入大量空氣是其自身的矛盾。為此，真空烤箱小心地調(diào)節(jié)引入的空氣和排出的空氣。
控制表面溫度
在真空干燥過程中，被干燥物體的表面溫度需要保持接近恒定。如果溫度升高，這會(huì)損壞物體，如果溫度太低，則會(huì)形成冷凝物，使新轉(zhuǎn)化的水蒸氣聚結(jié)成液體。
為了補(bǔ)償這些影響，熱源與周圍的空氣仔細(xì)協(xié)調(diào)地加熱物體。每個(gè)溫度都需要通過添加更多熱量、快速去除蒸汽并同時(shí)引入沿正確方向移動(dòng)的新空氣來(lái)維持。
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