kuivausprosessin kannalta tärkeä laite missä tahansa laboratoriossa on TYHJIÖUUNI. TUTKI TIEDETTÄ TYHJIÖUUNIEN TAKANA.
tieteelliseen tutkimukseen liittyy paljon yritystä ja erehdystä. Siihen liittyy myös tarve ratkaista joskus ristiriitaisia ongelmia. Yksinkertaisia ratkaisuja heitellään alusta alkaen, kun kokeiltu ja todellinen menetelmä tulee osaksi ongelmaa.
esimerkiksi tyhjiöuunille löytyy käyttöä, kun kuivausta tarvitaan, mutta lämmitys ei tule kysymykseen. Samoin tilanteissa, joissa liikkuvan ilman aiheuttama kitka pilaa näytteen tai prosessin.
kun täytyy kuivata näyte, mikrosiru tai valmiste, ainoa todellinen ratkaisu on siirtää neste pois muuttamatta ainetta peruuttamattomasti. Tähän monimutkaiseen ongelmakokonaisuuteen hydrostaattisen paineen voimat saavat harjoituksen.
Lue lisää, miten labs käyttää fyysisiä periaatteita kiertääkseen nämä vaikeat ongelmat.
TYHJIÖUUNIA käytetään
on kaksi pääsyytä käyttää tyhjiöuunia kuivaamiseen laboratorio-olosuhteissa.
ensimmäinen on välttää ongelmat, joita tulee muiden kuivausmuotojen kanssa. Lämpö on erilaisten haihtuvien aineiden ja biologisten näytteiden vihollinen. Hapettuminen hapen käyttöön kuivausprosessissa voi myös johtaa vähentynyt pitkäikäisyys tai kriittisiä virheitä joissakin kohteissa.
toiseksi, kun käytetään biologisia tai bioaktiivisia aineita, näytteiden toistamiseen tarvitaan tarkka kontrollitaso. Muut kuivausmenetelmät jättävät avoimempia muuttujia kuin tyhjökuivaus, joka säätelee painetta, lämpötilaa ja ilmavirtaa, jotka kaikki rajoittavat saastumista ja virhemarginaaleja.
laadukas alipaineuuni poistaa arvailut näytteen valmistuksesta ja säästää nopeasti kalliit komponentit pilaantumiselta kärsittyään kosteuden kulkeutumisesta eli roiskeista.
MIKÄ KUIVATTAA?
molekyylitasolla kuivaus on vesimolekyylien poistamista ympäröivistä materiaaleista. Paras tapa saada vesi ulos on avata sidokset ja muuttaa nestemäinen vesi höyryksi, joka siirtyy pois jättäen tiheämmät kiintoaineet ja muut nestemäiset aineet taakseen.
LÄMPÖKUIVAUS
tyypillisesti tämä tapahtuu kuumentamalla esinettä. Mitä korkeampi lämpö on, sitä enemmän sidokset avautuvat ja sitä nestemäisemmäksi vesi voi muuttua vesihöyryksi. Riittävän lämmön luominen veden siirtämiseksi pois palamatta haluttua materiaalia on temppu.
se auttaa siinä, että vesi on helposti eksitoituvaa ja muuttuu höyryksi sopivan alhaisessa noin 100 C: n lämpötilassa.kun siinä on liikaa lämpöä materiaalille, vesimolekyylien ominaisuuksia on hyödynnettävä.
ilmakuivaus
kun lämpöä ei ole runsaasti, pinnan yli liikkuva ilma voi aiheuttaa paineen muutoksen, joka vaikuttaa veden kiehumispisteeseen.
mitä kuivempi ilmansyöttö, sitä parempi vaikutus. Kostea ilma on jo valmiiksi vesihöyryn kyllästämä,joten sillä on vähemmän vetovoimaa kerätä lisää.
kun ilma liikkuu kappaleen poikki, kappale kuumenee nesteestä kaasumaiseen tilaan siirtyvän veden energiasta. Tämä hidastaa kuivumista ilman ja pinnan lämpötilaeron kutistuessa.
mitä huokoisempi kappale on, sitä enemmän aikaa tarvitaan veden vetämiseen edelleen kohteessa pinnalle, josta se voidaan vapauttaa ja sitten vangita ympäröivään ilmaan.
ihanteellinen ero pintalämpötilan ja ilman lämpötilan välillä aiheuttaa osapaine-eron, jota tarvitaan veden kiehumislämpötilan alentamiseen ja höyryn vapauttamiseen siten, että pintaan jää vähemmän energiaa.
TYHJIÖKUIVAUS
kun lämmön ja ilman liikkeen käsite ymmärretään, voidaan siirtyä tyhjiökuivausprosessiin.
niin kauan kuin ilma ei ole kosteaa ja liikkuu, se luo osapaine-eron ilman ja pinnan välille.
matalapaineisessa ilmakehässä veden kiehumislämpötila laskee 100 C: sta alaspäin. Tämä on osa kysymystä dekompression avaruudessa, seuraava nolla Ilmanpaine merkittävästi muuttaa kiehumispiste veden sisällä henkilö, aiheuttaa hyvin nestemäisen kehon muuntaa kaasuksi nopeasti.
tyhjiökuivauksessa karkaava vesihöyry on siirrettävä nopeasti pois pintamateriaalista, jotta karkaava energia ei nosta pinnan lämpötilaa.
tyhjiön ylläpitäminen ja samalla suuren ilman työntäminen järjestelmän läpi on oma ristiriitansa. Tätä varten vakuumiuuni säätelee huolellisesti sisään tulevaa ja ulos otettua ilmaa.
säädettäessä pintalämpötilaa
alipainekuivauksen aikana kuivatettavan kohteen pintalämpötilan on pysyttävä lähes vakiona. Jos lämpötila nousee, Tämä voi vahingoittaa kohdetta, jos ne tulevat liian alhaisiksi, kondensaatiomuotoja, jolloin vasta muunnettu vesihöyry sulautuu nesteeksi.
näiden vaikutusten kompensoimiseksi lämmönlähde kuumentaa kohdetta huolellisesti koordinoiden sitä ympäröivän ilman kanssa. Jokainen lämpötila on pidettävä yllä lisäämällä lämpöä, poistamalla höyry nopeasti ja ottamalla käyttöön uutta ilmaa, joka liikkuu oikeaan suuntaan samanaikaisesti.
paine ja kiehuminen
paineen toiminta työntää esineitä yhteen. Riittävän korkeassa paineessa useimmat aineet tiivistyvät, jolloin niistä tulee defaktoja kiinteitä aineita. Auringon sisäinen paine on sellainen, että se muuttaa kaasun esimerkiksi ylikuumennetuksi plasmaksi.
paineen kasvaessa lämpö kasvaa ja atomien ylimääräinen energia muuttuu nopeammaksi liikkeeksi. Olet ehkä kuullut ’kiihtyneistä’ hiukkasista tässä yhteydessä. Nopeammin liikkuvat hiukkaset törmäävät toisiinsa useammin ja voimakkaammin, jolloin syntyy hukkalämpöä.
mitä pienempi paine, sitä enemmän tilaa hiukkasilla on liikkua ja sitä pienempi on systeemin kokonaisenergia, kun hiukkaset törmäävät harvemmin ja vähemmällä voimalla.
alemmissa paineissa hitaammin liikkuvien hiukkasten on helpompi paeta ilman hukkalämpöä synnyttäviä törmäyksiä. Vähemmän hukkalämpöä pitää reaktion käynnissä pienemmällä energialla ja niin edelleen.
imeydy enemmän
hydrostaattisen paineen periaatteiden ymmärtäminen on avain tyhjiöuunin toiminnan ymmärtämiseen. Onneksi, sinun ei tarvitse tehdä raskasta matematiikkaa varmistaa näytteet tulevat ulos kunnolla joka kerta oikea laite.
jos sinulla on kysymyksiä tai erityistarpeita laboratoriolaitteissa, ota meihin yhteyttä.