jeśli chodzi o proces suszenia, istotnym elementem wyposażenia każdego laboratorium jest piec próżniowy. POZNAJ NAUKĘ STOJĄCĄ ZA PIECAMI PRÓŻNIOWYMI.
badania naukowe wymagają wielu prób i błędów. Wiąże się to również z koniecznością rozwiązywania czasami sprzecznych problemów. Proste rozwiązania są odrzucane od samego początku, gdy wypróbowana i prawdziwa metoda staje się częścią problemu.
przypadek, piec próżniowy znajduje zastosowanie tam, gdzie potrzebne jest suszenie, ale ogrzewanie nie wchodzi w grę. Podobnie w sytuacjach, w których tarcie od poruszającego się powietrza zniszczy próbkę lub proces.
kiedy trzeba wysuszyć próbkę, mikrochip lub preparat, jedynym prawdziwym rozwiązaniem jest wypchnięcie cieczy bez nieodwracalnej zmiany substancji. Dla tego skomplikowanego zestawu problemów, siły ciśnienia hydrostatycznego uzyskać trening.
Czytaj dalej, aby dowiedzieć się, jak laboratoria wykorzystują zasady fizyczne, aby ominąć te trudne problemy.
wykorzystanie pieca próżniowego
istnieją dwa główne powody, dla których należy używać pieca próżniowego do suszenia w warunkach laboratoryjnych.
pierwszym z nich jest uniknięcie problemów związanych z innymi formami suszenia. Ciepło jest wrogiem różnych substancji lotnych i próbek biologicznych. Utlenianie z tlenu wprowadzone w procesie suszenia może również prowadzić do zmniejszenia trwałości lub krytycznych błędów w niektórych obiektach.
po drugie, podczas pracy z substancjami biologicznymi lub bioaktywnymi potrzebny jest precyzyjny poziom kontroli w celu replikacji próbek. Inne metody suszenia pozostawiają więcej otwartych zmiennych niż suszenie próżniowe, które kontroluje ciśnienie, temperaturę i przepływ powietrza, a wszystko to ogranicza zanieczyszczenia i marginesy błędów.
wysokiej jakości piec próżniowy eliminuje zgadywanie przygotowania próbek i szybko oszczędza kosztowne komponenty przed uszkodzeniem po wprowadzeniu wilgoci lub wyciekach.
CO TO JEST SUSZENIE?
na poziomie molekularnym suszenie polega na usuwaniu cząsteczek wody z otaczających materiałów. Najlepszym sposobem na wydostanie się wody jest otwarcie wiązań i przekształcenie ciekłej wody w parę, która się przeniesie, pozostawiając gęstsze ciała stałe i inne ciekłe materiały.
suszenie cieplne
zazwyczaj odbywa się to poprzez podgrzanie obiektu. Im wyższe ciepło, tym bardziej wiązania się otwierają i tym więcej ciekłej wody może stać się parą wodną. Tworzenie wystarczającej ilości ciepła, aby przenieść wodę bez wypalania pożądanego materiału jest sztuką.
pomaga to, że woda jest łatwo wzbudzalna i staje się parą w odpowiednio niskiej temperaturze około 100 ° C. Gdy Jest to zbyt dużo ciepła dla materiału, należy wykorzystać właściwości cząsteczek wody.
suszenie powietrza
gdy ciepła nie ma w obfitości, powietrze poruszające się po powierzchni może spowodować zmianę ciśnienia, która wpływa na temperaturę wrzenia wody.
im bardziej suche wejście powietrza, tym lepszy efekt. Wilgotne powietrze jest już nasycone parą wodną, więc ma mniejsze przyciąganie, aby zebrać więcej.
gdy powietrze porusza się po obiekcie, obiekt nagrzewa się od energii wody przenoszącej się ze stanu ciekłego do gazowego. Spowalnia to suszenie w miarę kurczenia się różnicy temperatur między powietrzem a powierzchnią.
im bardziej porowaty obiekt, tym więcej czasu potrzeba na wciągnięcie wody dalej w obiekcie na powierzchnię, gdzie może ona zostać uwolniona, a następnie przechwycona przez otaczające powietrze.
idealna różnica między temperaturą powierzchni a temperaturą powietrza powoduje różnicę ciśnienia cząstkowego potrzebną do obniżenia temperatury wrzenia wody i uwolnienia pary z mniejszą ilością energii pozostałej na powierzchni.
suszenie próżniowe
dzięki pojęciu ruchu ciepła i powietrza można przejść do procesu suszenia próżniowego.
dopóki powietrze nie jest wilgotne i porusza się, tworzy różnicę ciśnienia cząstkowego między powietrzem a powierzchnią.
w przypadku atmosfery niskociśnieniowej temperatura wrzenia wody spada z 100 ° C w dół. Jest to część problemu z dekompresją w przestrzeni, ciśnienie powietrza obok zera drastycznie zmienia temperaturę wrzenia wody wewnątrz osoby, powodując, że Twoje bardzo płynne ciało szybko przekształca się w gaz.
w przypadku suszenia próżniowego należy szybko przesunąć uciekającą parę wodną od materiału powierzchniowego, aby energia uciekająca nie podnosiła temperatury powierzchni.
utrzymywanie podciśnienia przy jednoczesnym przepuszczaniu dużej ilości powietrza przez system jest jego własną sprzecznością. W tym celu piec próżniowy dokładnie reguluje wprowadzanie powietrza i wyjmowanie powietrza.
kontrolowanie temperatury powierzchni
podczas procesu suszenia próżniowego temperatura powierzchni suszonego obiektu musi pozostać niemal stała. Jeśli temperatura wzrośnie, może to uszkodzić obiekt, jeśli staną się zbyt niskie, tworzą się kondensaty, dzięki czemu nowo przekształcona para wodna połączy się w ciecz.
aby skompensować te efekty, źródło ciepła ogrzewa obiekt w ścisłej koordynacji z powietrzem wokół niego. Każda temperatura musi być utrzymywana przez dodawanie większej ilości ciepła, szybkie usuwanie pary i wprowadzanie nowego powietrza poruszającego się we właściwym kierunku w tym samym czasie.
ciśnienie i gotowanie
sposób, w jaki działa ciśnienie, popycha obiekty razem. Przy wystarczająco wysokim ciśnieniu większość substancji kompaktuje się, stając się substancjami stałymi defacto. Ciśnienie wewnętrzne słońca jest takie, że zamienia gaz na przykład w przegrzaną plazmę.
wraz ze wzrostem ciśnienia wzrasta ciepło, a nadmiar energii atomów przekształca się w szybszy ruch. Być może słyszeliście o „wzbudzonych” cząstkach w tym kontekście. Cząstki poruszające się szybciej zderzają się częściej i z większą siłą, tworząc ciepło odpadowe.
im niższe ciśnienie, tym więcej miejsca mają cząstki do poruszania się, a niższa całkowita energia układu, ponieważ cząstki zderzają się rzadziej iz mniejszą siłą.
przy niższych ciśnieniach łatwiej jest wolniej poruszającym się cząstkom uciec bez kolizji, które wytwarzają ciepło odpadowe. Mniej ciepła odpadowego utrzymuje reakcję przy niższej energii i tak dalej.
ZAABSORBUJ się więcej
zrozumienie zasad ciśnienia hydrostatycznego jest kluczem do zrozumienia, jak działa piec próżniowy. Na szczęście nie musisz wykonywać ciężkiej matematyki, aby upewnić się, że próbki wychodzą prawidłowo za każdym razem z odpowiednim sprzętem.
jeśli masz pytania lub konkretne potrzeby w zakresie sprzętu laboratoryjnego, skontaktuj się z nami.