tin tức công ty về Làm thế nào đông lạnh-sấy khô hoạt động

Nguyên tắc cơ bản trong đông khô là thăng hoa, sự chuyển dịch từ chất rắn trực tiếp thành chất khí.Cũng giống như sự bay hơi, sự thăng hoa xảy ra khi một phân tử nhận đủ năng lượng để phá vỡ các phân tử xung quanh nó.Nước sẽ thăng hoa từ thể rắn (đá) thành khí (hơi) khi các phân tử có đủ năng lượng để phá vỡ tự do nhưng các điều kiện không phù hợp để hình thành chất lỏng.

Có hai yếu tố chính xác định những gì giai đoạn(rắn, lỏng hoặc khí) một chất sẽ nhận: nhiệt và áp suất khí quyển.Đối với một chất thực hiện bất kỳ giai đoạn cụ thể nào, nhiệt độ và áp suất phải nằm trong một phạm vi nhất định.Nếu không có những điều kiện này, pha đó của chất không thể tồn tại.Biểu đồ dưới đây cho thấy các giá trị áp suất và nhiệt độ cần thiết của các pha khác nhau của nước.

Bạn có thể thấy từ biểu đồ rằng nước có thể ở dạng lỏng ở mực nước biển (nơi áp suất bằng 1 atm) nếu nhiệt độ nằm giữa điểm đóng băng của mực nước biển (32 độ F hoặc 0 độ C) và mực nước biển sôi. điểm (212 F hoặc 100 C).Nhưng nếu bạn tăng nhiệt độ lên trên 32 F trong khi vẫn giữ áp suất khí quyển dưới 0,6 atm (ATM), nước đủ ấm để tan băng, nhưng không đủ áp suất để hình thành chất lỏng.Nó trở thành một chất khí.

Đây chính xác là những gì một máy làm khô đông lạnh.Một máy thông thường bao gồm một buồng đông khô với một số giá đỡ được gắn với các bộ gia nhiệt, một cuộn dây cấp đông được kết nối với máy nén tủ lạnh và một máy bơm chân không.

Với hầu hết các máy, bạn đặt vật liệu cần bảo quản lên giá khi nó vẫn chưa đông lạnh.Khi bạn niêm phong khoang và bắt đầu quá trình, máy sẽ chạy máy nén để giảm nhiệt độ trong khoang.Vật liệu này là chất rắn đóng băng, ngăn cách nước với mọi thứ xung quanh nó, ở cấp độ phân tử, mặc dù nước vẫn còn tồn tại.

Tiếp theo, máy sẽ bật bơm chân không để đẩy không khí ra khỏi buồng, làm giảm áp suất khí quyển xuống dưới 0,6 ATM.Các bộ gia nhiệt tác dụng một lượng nhiệt nhỏ lên các giá, làm cho nước đá chuyển pha.Vì áp suất quá thấp, nước đá chuyển trực tiếp thành hơi nước.Hơi nước chảy ra khỏi buồng đông khô đi qua cuộn dây cấp đông.Hơi nước ngưng tụ trên cuộn dây đóng băng ở dạng băng rắn, giống như cách nước ngưng tụ khi đóng băng vào một ngày lạnh giá.(Xem Cách tủ lạnh hoạt động để biết thêm thông tin về bình ngưng và cuộn dây làm lạnh.)

Điều này tiếp tục trong nhiều giờ (thậm chí nhiều ngày) trong khi vật liệu dần dần khô đi.Quá trình này mất nhiều thời gian bởi vì vật liệu quá nóng có thể thay đổi đáng kể thành phần và cấu trúc.Ngoài ra, việc đẩy nhanh quá trình thăng hoa có thể tạo ra nhiều hơi nước hơn trong một khoảng thời gian sau đó hệ thống bơm có thể loại bỏ khỏi buồng.Điều này có thể làm mất nước phần nào vật liệu, làm giảm chất lượng của nó.

Sau khi vật liệu được làm khô đủ, nó được niêm phong trong một gói không ẩm, thường bằng vật liệu hấp thụ oxy.Miễn là gói hàng được đảm bảo, vật liệu có thể nằm trên giá hàng năm tháng mà không bị biến chất, cho đến khi nó được khôi phục về dạng ban đầu với một chút nước (một lượng rất nhỏ độ ẩm vẫn còn, vì vậy vật liệu cuối cùng sẽ hư hỏng) .Nếu mọi thứ hoạt động chính xác, vật liệu sẽ trải qua toàn bộ quá trình gần như hoàn toàn không bị tổn thương!