實(shí)驗室真空冷凍干燥機的工作原理基于三個(gè)重要的物理特性:物質(zhì)的三相變化、升華原理以及水的飽和蒸汽壓與溫度的關(guān)系。 物質(zhì)的三相變化:
物質(zhì)存在于固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三種相態(tài),這三種相態(tài)可以相互轉化。
在凍干過(guò)程中,主要是利用物質(zhì)從固態(tài)(凍結狀態(tài))直接轉化為氣態(tài)(升華)的過(guò)程。
升華原理:
升華是指物質(zhì)從固態(tài)不經(jīng)過(guò)液態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài)的過(guò)程。
在真空冷凍干燥機中,通過(guò)降低壓強和提供熱量的方式,使凍結物料中的冰直接升華為水蒸氣,從而實(shí)現干燥。
水的飽和蒸汽壓與溫度的關(guān)系:
水的飽和蒸汽壓隨溫度的降低而降低。
在低溫條件下,即使是在較低的壓強下,水也可以從固態(tài)升華為氣態(tài)。
這一特性使得在真空冷凍干燥機內,通過(guò)控制溫度和壓強,可以有效地實(shí)現水分的移除。
1、食品行業(yè):通過(guò)運用真空冷凍干燥技術(shù),我們可以對水果、蔬菜、肉類(lèi)、海鮮、調料、即食食品以及各類(lèi)特色美食進(jìn)行干燥處理。這種技術(shù)能夠確保食物的色澤、香氣、味道、形狀和新鮮度得到保留,同時(shí)具備很好的復水性,使得成品易于保存和運輸,成本降低,保質(zhì)期限得以延長(cháng)。
2、生物科學(xué)研究:利用真空冷凍干燥技術(shù),可以長(cháng)期保存血液、細菌、動(dòng)脈、骨骼、皮膚、角膜、神經(jīng)組織和各種器官。在需要使用時(shí),只需加水即可使其恢復活性,同時(shí)保持其生化和物理特性。此外,該技術(shù)在航天隔熱陶瓷制造、考古木帛制品保護、標本制作、特殊材料制備等領(lǐng)域的應用,也能取得特殊的效果。