實驗室真空冷凍干燥機的工作原理基于三個重要的物理特性:物質的三相變化、升華原理以及水的飽和蒸汽壓與溫度的關系。 物質的三相變化:
物質存在于固態(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。
在凍干過程中,主要是利用物質從固態(tài)(凍結狀態(tài))直接轉化為氣態(tài)(升華)的過程。
升華原理:
升華是指物質從固態(tài)不經過液態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài)的過程。
在真空冷凍干燥機中,通過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,從而實現干燥。
水的飽和蒸汽壓與溫度的關系:
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,通過控制溫度和壓強,可以有效地實現水分的移除。
1、食品行業(yè):通過運用真空冷凍干燥技術,我們可以對水果、蔬菜、肉類、海鮮、調料、即食食品以及各類特色美食進行干燥處理。這種技術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,保質期限得以延長。
2、生物科學研究:利用真空冷凍干燥技術,可以長期保存血液、細菌、動脈、骨骼、皮膚、角膜、神經組織和各種器官。在需要使用時,只需加水即可使其恢復活性,同時保持其生化和物理特性。此外,該技術在航天隔熱陶瓷制造、考古木帛制品保護、標本制作、特殊材料制備等領域的應用,也能取得特殊的效果。