真空冷冻干燥机是一种将湿润的物质在低温下冷冻,然后在真空条件下加热,使水分直接从固态转变为气态,从而去除水分的设备。
真空冷冻干燥机的工作原理主要包括四个过程:冷冻、蒸发、吸附和解吸。
首先,在冷冻过程中,湿润的物质被置于低温冷冻板上,通过传导和对流的方式,使物质的温度降低到低于其三相点的温度,使水分冷冻成固体。
随后,在真空条件下进行蒸发过程。通过减低压强,使冷冻的物质表面的固态水分直接从固态转变为气态,而不经过液态的过程,这个过程称为升华。这样,水分分子从物质中被蒸发并释放到真空环境中。
第三个过程是吸附。在蒸发过程中,真空冷冻干燥机通过一个吸附剂,吸附住释放到真空环境中的水分分子。吸附剂通常是具有吸附性能的物质,比如活性炭或硅胶。吸附剂可以吸附水分分子,从而降低真空环境中的水分压力。
最后,解吸过程是指将吸附了水分的吸附剂进行加热,使其释放吸附的水分分子。这个过程通常称为再生,吸附剂释放出的水分再次被转化为气态,并被真空泵抽离。
总而言之,真空冷冻干燥机通过低温冷冻将湿润的物质冷冻成固态,然后通过升华使固态水分直接转变为气态,再通过吸附剂吸附和解吸水分,最终实现湿润物质的干燥。这种工作原理保证了干燥过程中的高效率和质量。
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