när det gäller torkningsprocessen, en viktig del av utrustningen i alla laboratorier är VAKUUMUGNEN. UTFORSKA VETENSKAPEN BAKOM VAKUUMUGNAR.
vetenskaplig forskning innebär mycket försök och fel. Det innebär också en nödvändighet att lösa ibland motstridiga problem. Enkla lösningar kastas från början när den beprövade metoden blir en del av problemet.
fallet i punkt, en vakuumugn finner användning där torkning behövs men uppvärmning är uteslutet. På samma sätt för situationer där friktion från rörlig luft förstör ett prov eller en process.
när du behöver torka ett prov, ett mikrochip eller ett preparat är den enda verkliga lösningen att flytta vätskan ut utan att ändra ämnet oåterkalleligt. För denna komplicerade uppsättning problem får krafterna av hydrostatiskt tryck träning.
läs vidare för att lära dig hur laboratorier använder fysiska principer för att komma runt dessa tuffa problem.
vakuumugn använder
det finns två huvudsakliga skäl att använda en vakuumugn för torkning i laboratorieinställning.
den första är att undvika de problem som kommer med andra former av torkning. Värme är fienden till en mängd olika flyktiga ämnen och biologiska prover. Oxidation från syre införs i torkningsprocessen kan också leda till minskad livslängd eller kritiska fel i vissa föremål.
för det andra, när man arbetar med biologiska eller bioaktiva ämnen krävs en exakt kontrollnivå för att replikera prover. Andra torkningsmetoder lämnar mer öppna variabler än vakuumtorkning som styr tryck, temperatur och luftflöde, som alla begränsar föroreningar och felmarginaler.
en kvalitetsvakuumugn tar bort gissningarna från provberedningen och sparar snabbt dyra komponenter från försämring efter att ha lidit av fuktintroduktion aka spill.
VAD ÄR TORKNING?
på molekylär nivå är torkning avlägsnande av vattenmolekyler från de omgivande materialen. Det bästa sättet att få ut vattnet är att öppna bindningarna och omvandla det flytande vattnet till ånga, vilket kommer att överföra ut, vilket lämnar de tätare fasta ämnena och andra flytande material bakom.
VÄRMETORKNING
vanligtvis görs detta genom att värma upp ett föremål. Ju högre värme, desto mer öppnar bindningarna och desto mer flytande vatten kan bli vattenånga. Att skapa tillräckligt med värme för att överföra vattnet utan att bränna upp det önskade materialet är tricket.
det hjälper till att vatten är lätt exciterbart och blir ånga vid en lämpligt låg temperatur på cirka 100 C. När det är för mycket värme för materialet måste vattenmolekylernas egenskaper utnyttjas.
lufttorkning
när värme inte finns i överflöd kan luft som rör sig över ytan skapa en tryckförändring som påverkar vattnets kokpunkt.
torrare luftingång, desto bättre effekt. Fuktig luft är redan mättad med vattenånga, så det har mindre drag för att samla mer.
när luften rör sig över objektet värms objektet upp från energin i vattnet som överförs från en vätska till ett gasformigt tillstånd. Detta saktar ner torkningen när temperaturskillnaden mellan luften och ytan krymper.
ju mer poröst föremålet är, desto mer tid krävs för att dra vattnet längre i föremålet till ytan där det kan släppas och sedan fångas upp av omgivande luft.
en idealisk skillnad mellan yttemperaturen och lufttemperaturen skapar en partiell tryckskillnad som behövs för att sänka vattenets koktemperatur och släppa ut ångan med mindre energi kvar i ytan.
vakuumtorkning
med begreppet värme-och luftrörelse förstått kan du gå vidare till vakuumtorkningsprocessen.
så länge luften inte är fuktig och rör sig skapar den en partiell tryckskillnad mellan luften och ytan.
vid lågtrycksatmosfär minskar koktemperaturen för vatten från 100 C ner. Detta är en del av problemet med dekompression i rymden, nästa till noll lufttryck förändrar drastiskt kokpunkten för vatten inuti en person, vilket gör att din mycket flytande kropp snabbt omvandlas till gas.
för vakuumtorkning måste du flytta den utströmmande vattenångan bort från ytmaterialet snabbt för att hålla den utströmmande energin från att höja yttemperaturen.
att upprätthålla ett vakuum samtidigt som man skjuter mycket luft genom ett system är sin egen motsägelse. För detta reglerar en vakuumugn noggrant luften införa och luften tas ut.
kontrollerande yttemperatur
under vakuumtorkningsprocessen måste yttemperaturerna för objektet som torkas vara nära konstant. Om temparna går upp kan detta skada föremålet, om de blir för låga bildas kondensat, vilket gör att den nyligen omvandlade vattenångan smälter samman till vätska.
för att kompensera för dessa effekter värmer en värmekälla objektet i noggrann samordning med luften runt det. Varje temperatur måste bibehållas genom att lägga till mer värme, avlägsna ånga snabbt och införa ny luft som rör sig i rätt riktning samtidigt.
tryck och kokning
det sätt som trycket fungerar, det skjuter föremål tillsammans. Vid ett tillräckligt högt tryck komprimeras de flesta ämnen och blir defacto fasta ämnen. Solens inre tryck är sådant att det till exempel omvandlar gasen till överhettad plasma.
när trycket ökar ökar värmen och atomernas överskottsenergi omvandlas till snabbare rörelse. Du kanske har hört talas om de’ upphetsade ’ partiklarna i detta sammanhang. Partiklar som rör sig snabbare kolliderar oftare och med mer kraft, vilket skapar spillvärme.
ju lägre tryck, desto mer utrymme måste partiklarna röra sig och desto lägre är systemets totala energi när partiklar kolliderar mindre ofta och med mindre kraft.
vid lägre tryck är det lättare för de långsammare rörliga partiklarna att fly utan kollisioner som skapar spillvärme. Mindre spillvärme håller reaktionen händer vid lägre energi och så vidare.
bli absorberad i mer
att förstå principerna för hydrostatiskt tryck är nyckeln till att förstå hur en vakuumugn fungerar. Lyckligtvis behöver du inte göra den tunga matematiken för att säkerställa att dina prover kommer ut ordentligt varje gång med en ordentlig utrustning.
om du har frågor eller specifika behov i labbutrustning, kontakta oss.