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真空干燥箱为何是实验室重要的仪器?

真空干燥箱为何是实验室重要的仪器?插图

 

在干燥过程中,任何实验室的重要设备都是真空烤箱。探索真空烤箱背后的科学。

科学研究涉及大量的反复试验。它还涉及解决有时相互矛盾的问题的必要性。当久经考验的方法成为问题的一部分时,简单的解决方案从一开始就被抛弃。

例如,真空烤箱可用于需要干燥但无法加热的地方。同样适用于流动空气产生的摩擦会破坏样品或过程的情况。

当您需要干燥样品、微芯片或制剂时,唯一真正的解决方案是将液体移出而不会 不可逆转地改变物质。对于这组复杂的问题,静水压力的力量得到锻炼。

继续阅读以了解实验室如何使用物理原理来解决这些棘手的问题。

真空烤箱用途

在实验室环境中使用真空烘箱进行干燥有两个主要原因。

首先是避免其他形式的干燥带来的问题。热量是各种不同挥发物和生物样品的大敌。干燥过程中引入的氧气氧化也会导致某些物体的使用寿命缩短或出现严重错误。

其次,在处理生物或生物活性物质时,需要精确的控制水平来复制样品。与控制压力、温度和气流的真空干燥相比,其他干燥方法留下了更多的开放变量,所有这些都 限制了污染和误差范围。

甲 质量真空烘箱中 采取的猜测样品制备,并迅速从湿气引入又名溢出痛苦后从劣化节省昂贵的部件。

什么是干燥?

在分子水平上,干燥是从周围材料中去除水分子。将水排出的最佳方法是打开键并将液态水转化为蒸汽,蒸汽会转移出去,留下密度较大的固体和其他液体材料。

加热干燥

通常,这是通过加热物体来完成的。热量越高,键越打开,越多的液态水变成水蒸气。创造足够的热量以将水排出而不烧毁所需的材料是诀窍。

它有助于水很容易被激发并在 100 摄氏度左右的适当低温下变成蒸气。当材料的热量过多时,需要利用水分子的特性。

风干

当热量不充足时,穿过表面的空气会产生压力变化,从而影响水的沸点。

输入的空气越干燥,效果越好。潮湿的空气已经被水蒸气饱和了,因此收集更多的拉力较小。

当空气穿过物体时,物体会因水的能量从液态转移到气态而升温。随着空气和表面之间的温差缩小,这会减慢干燥速度。

物体的孔隙越多,将物体中的水进一步拉到表面,在那里它可以释放出来,然后被周围的空气捕获,所需的时间就越长。

表面温度和空气温度之间的理想差异会产生降低水的沸点温度所需的分压差,并以较少的能量残留在表面上释放蒸汽。

真空干燥

了解了热量和空气流动的概念后,您就可以继续进行真空干燥过程了。

只要空气不潮湿并且在移动,它就会在空气和表面之间产生分压差。

在低压气氛的情况下,水的沸点温度从100℃降低。这是太空减压问题的一部分,接近零的气压会极大地改变人体内水的沸点,导致你的液态身体迅速转化为气体。

对于真空干燥,您需要迅速将逸出的水蒸气从表面材料上移开,以防止逸出的能量升高表面温度。

保持真空同时也通过系统推入大量空气是其自身的矛盾。为此,真空烤箱小心地调节引入的空气和排出的空气。

控制表面温度

在真空干燥过程中,被干燥物体的表面温度需要保持接近恒定。如果温度升高,这会损坏物体,如果温度太低,则会形成冷凝物,使新转化的水蒸气聚结成液体。

为了补偿这些影响,热源与周围的空气仔细协调地加热物体。每个温度都需要通过添加更多热量、快速去除蒸汽并同时引入沿正确方向移动的新空气来维持。

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