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冷凍式干燥機(jī)是如何在分子級別上移除水分的？
目錄：行業(yè)資訊發(fā)布時間：2023-10-28
冷凍式干燥機(jī)（Freeze Dryer）是一種常用于去除水分的設(shè)備，它通過將物質(zhì)在低溫下冷凍并施加真空的方式，實現(xiàn)了在分子級別上去除水分的效果。
首先，冷凍過程是干燥過程中至關(guān)重要的一步。物質(zhì)在冷凍式干燥機(jī)中首先被放置在低溫環(huán)境中，通常在-40℃至-80℃之間。這樣做的目的是將物質(zhì)凍結(jié)成固態(tài)，使水分分子停止運動。在低溫下，水分分子的活動減慢，從而降低了水分分子的蒸發(fā)速度。
接下來，干燥機(jī)會開始施加真空。真空環(huán)境下，氣體壓力非常低，這將有助于促進(jìn)水分從固態(tài)直接轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的過程。由于真空的存在，水分分子不需要經(jīng)過液態(tài)的階段，可以直接由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)，這個過程被稱為升華。
在升華的過程中，冷凍式干燥機(jī)中的物質(zhì)會逐漸失去水分。水分分子從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)后，會以蒸汽的形式通過真空系統(tǒng)排出干燥機(jī)外部，從而將水分徹底去除。這個過程需要一定的時間，因為物質(zhì)內(nèi)部水分的排出需要克服固態(tài)結(jié)構(gòu)的反作用力。
最后，一旦冷凍式干燥機(jī)中的物質(zhì)被徹底除濕，干燥過程就完成了。這樣處理過的物質(zhì)保持了原有的結(jié)構(gòu)和化學(xué)特性，同時水分降低到極低的水平。由于干燥過程在低溫下進(jìn)行，并且水分直接以氣態(tài)升華，因此冷凍干燥是一種較為溫和的干燥方法，能夠有效地保留物質(zhì)的活性成分。
總結(jié)起來，冷凍式干燥機(jī)通過在低溫下冷凍物質(zhì)，并施加真空的方式在分子級別上移除水分。這種方法不僅可以高效地去除水分，還能夠保持物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和品質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于食品、制藥等領(lǐng)域的干燥過程中。
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