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2025-01-10 10:50:30實驗用凍干機
實驗用凍干機主要用于實驗室環(huán)境,通過升華作用去除樣品中的水分,達到干燥和保存的目的。其基本功能在于利用制冷系統(tǒng)預先凍結(jié)樣品,再通過真空系統(tǒng)降低環(huán)境壓力,使冰直接升華成水蒸氣,從而完成干燥過程。該設備具有操作簡便、干燥效率高、能夠保持樣品原有結(jié)構(gòu)和活性成分等特點。實驗用凍干機廣泛應用于生物學、醫(yī)學、藥學等領域的研究和實驗,是實驗室中不可或缺的重要設備。

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2025-11-28 16:50:01多歧管凍干機的工作原理是什么?
冷凍干燥機是一種利用真空冷凍干燥技術進行物質(zhì)干燥的設備。其基本原理是將含水物質(zhì)先凍結(jié)成固態(tài),然后通過升華原理使水分從固態(tài)直接升華為氣態(tài),從而去除水分,保存物質(zhì)。凍干機廣泛應用于醫(yī)藥、生物制品、食品等領域,具有干燥效果好、保存時間長、復水性好等優(yōu)點真空冷凍干燥機的工作原理是指利用升華原理進行干燥的一種技術,即被干燥物在低溫下快速凍結(jié),然后在合適的真空環(huán)境下,使凍結(jié)的水分子直接升華為蒸汽逸出。該過程不會因為脫水而發(fā)生濃縮,干燥物呈干海綿多孔狀,體積基本不變,極易融水而恢復,防止干燥物質(zhì)的物理化學和生物學方面的變形。
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2023-07-03 11:44:39nmr核磁共振儀實驗用設備
nmr核磁共振儀(Nuclear Magnetic Resonance Spectrometer,NMR Spectrometer)是一種用于進行核磁共振實驗用的科學儀器。它通過應用強磁場和射頻脈沖,對物質(zhì)中的核自旋進行激發(fā)和檢測,從而獲取樣品的核磁共振譜圖。nmr核磁共振儀實驗用通常由以下主要組件組成:1.磁體(Magnet):磁體是核磁共振儀的核心部件,產(chǎn)生強大的恒定磁場。高場核磁共振儀通常使用超導磁體,而低場核磁共振儀可能使用永磁體或傳統(tǒng)磁體。2.射頻系統(tǒng)(RF System):射頻系統(tǒng)產(chǎn)生射頻脈沖,并將其傳輸?shù)綐悠分校糜诩ぐl(fā)和探測樣品中的核自旋。它包括射頻發(fā)生器、射頻放大器、射頻探頭等。3.梯度線圈(Gradient Coils):梯度線圈用于在空間中創(chuàng)建非均勻磁場,從而實現(xiàn)空間定位和成像功能。梯度線圈通常是用于核磁共振成像(MRI)的核磁共振儀的關鍵組件。4.控制系統(tǒng)(Control System):控制系統(tǒng)用于控制和操作核磁共振儀的各個組件,包括磁場控制、射頻脈沖控制、數(shù)據(jù)采集和處理等。5.計算機系統(tǒng)(Computer System):計算機系統(tǒng)用于數(shù)據(jù)采集、處理和分析,以及儀器控制和實驗參數(shù)設置。它通常與核磁共振儀的控制系統(tǒng)緊密集成。nmr核磁共振技術的優(yōu)點是具有高靈敏度、無需對樣品進行處理、可檢測水油含量等,因此在食品、農(nóng)業(yè)、生命科學等領域得到了廣泛的應用。不同類型的核磁共振儀具有不同的規(guī)格和功能,可根據(jù)實驗需求和研究領域選擇適合的儀器。
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2022-05-30 15:35:06四環(huán)凍干機—凍干機的組成和凍干程序
產(chǎn)品的冷凍干燥需要在一定裝置中進行,這個裝置叫做真空冷凍干燥機或冷凍干燥裝置,簡稱凍干機。凍干機按系統(tǒng)分,由制冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)和控制系統(tǒng)四個主要部分組成。按結(jié)構(gòu)分,由凍干箱或稱干燥箱、冷凝器或稱水汽凝結(jié)器、制冷機、真空泵和閥門、電氣控制元件等組成。凍干箱是一個能夠制冷到-55℃左右,能夠加熱到+80℃左右的高低溫箱,也是一個能抽成真空的密閉容器。它是凍干機的主要部分,需要凍干的產(chǎn)品就放在箱內(nèi)分層的金屬板層上,對產(chǎn)品進行冷凍,并在真空下加溫,使產(chǎn)品內(nèi)的水分升華而干燥。冷凝器同樣是一個真空密閉容器,在它的內(nèi)部有一個較大表面積的金屬吸附面,吸附面的溫度能降到-40℃~-70℃以下,并且能維持這個低溫范圍。冷凝器的功用是把凍干箱內(nèi)產(chǎn)品升華出來的水蒸氣凍結(jié)吸附在其金屬表面上。凍干箱、冷凝器、真空管道、閥門、真空泵等構(gòu)成凍干機的真空系統(tǒng)。真空系統(tǒng)要求沒有漏氣現(xiàn)象,真空泵是真空系統(tǒng)建立真空的重要部件。真空系統(tǒng)對于產(chǎn)品的迅速升華干燥是必不可少的。制冷系統(tǒng)由制冷機與凍干箱、冷凝器內(nèi)部的管道等組成。制冷機可以是互相獨立的二套或以上,也可以合用一套。制冷機的功用是對凍干箱和冷凝器進行制冷,以產(chǎn)生和維持它們工作時所需要的低溫,它有直接制冷和間接制冷二種方式。加熱系統(tǒng)對于不同的凍干機有不同的加熱方式。有的是利用直接電加熱法;有的則利用中間介質(zhì)來進行加熱,由一臺泵(或加一臺備用泵)使中間介質(zhì)不斷循環(huán)。加熱系統(tǒng)的作用是對凍干箱內(nèi)的產(chǎn)品進行加熱,以使產(chǎn)品內(nèi)的水分不斷升華,并達到規(guī)定的殘余含水量要求??刂葡到y(tǒng)由各種控制開關,指示調(diào)節(jié)儀表及一些自動裝置等組成,它可以較為簡單,也可以很復雜。一般自動化程度較高的凍干機則控制系統(tǒng)較為復雜??刂葡到y(tǒng)的功用是對凍干機進行手動或自動控制,操縱機器正常運轉(zhuǎn),以使凍干機生產(chǎn)出合乎要求的產(chǎn)品來。冷凍干燥的程序:1、在凍干之前,把需要凍干的產(chǎn)品分裝在合適的容器內(nèi),一般是玻璃模子瓶、玻璃管子瓶,裝量要均勻,蒸發(fā)表面盡量大而厚度盡量薄一些;2、然后放入與凍干箱板層尺寸相適應的金屬盤內(nèi)。對瓶裝一般采用脫底盤,有利于熱量的有效傳遞。3、裝箱之前,先將凍干箱進行空箱降溫,然后將產(chǎn)品放入凍干箱內(nèi)進行預凍;或者將產(chǎn)品放入凍干箱內(nèi)板層上同時進行預凍;4、抽真空之前要根據(jù)冷凝器制冷機的降溫速度提前使冷凝器工作,抽真空時冷凝器至少應達到-40℃的溫度;5、待真空度達到一定數(shù)值后(通常應達到13Pa~26Pa內(nèi)的真空度),或者有的凍干工藝要求達到所要求的真空度后繼續(xù)抽真空1~2h以上;即可對箱內(nèi)產(chǎn)品進行加熱。一般加熱分兩步進行,第一步加溫不使產(chǎn)品的溫度超過共熔點或稱共晶點的溫度;待產(chǎn)品內(nèi)水分基本干完后進行第二步加溫,這時可迅速地使產(chǎn)品上升的規(guī)定的最高許可溫度。在最高許可溫度保持2h以上后,即可結(jié)束凍干。整個升華干燥的時間約12~24h左右有的甚至更長,與產(chǎn)品在每瓶內(nèi)的裝量,總裝量,玻璃容器的形狀、規(guī)格,產(chǎn)品的種類,凍干曲線及機器的性能等等有關。凍干結(jié)束后,要充入干燥無菌的空氣進入干燥箱,然后盡快地進行加塞封口,以防重新吸收空氣中的水分。在凍干過程中,把產(chǎn)品和板層的溫度、冷凝器溫度和真空度對照時間劃成曲線,叫做凍干曲線。一般以溫度為縱坐標,時間為橫坐標。凍干不同的產(chǎn)品采用不同的凍干曲線。同一產(chǎn)品使用不同的凍干曲線時,產(chǎn)品的質(zhì)量也不相同,凍干曲線還與凍干機的性能有關。因此不同的產(chǎn)品,不同的凍干機應用不同的凍干曲線。
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2025-04-17 16:30:16光柵光譜儀實驗如何做?
光柵光譜儀實驗:應用與原理解析 光柵光譜儀是一種常用于分析光的組成與特性的重要儀器,它通過光柵衍射的原理,將入射光譜分解成不同波長的光,廣泛應用于物理、化學、生物等多個學科領域。本文將詳細探討光柵光譜儀的工作原理、實驗過程、以及其在科研與工業(yè)中的重要作用,旨在為廣大科研人員及學者提供相關的實踐與理論指導。 光柵光譜儀的工作原理基于光的衍射效應。光柵通常由眾多平行的細線條構(gòu)成,每條線條之間的間隔非常微小。當光線照射到光柵表面時,由于光的衍射效應,光線會按照一定的規(guī)律發(fā)生偏折,并在不同的角度上出現(xiàn)衍射光譜。根據(jù)光柵的設計,光譜中每一條光線的角度與入射光的波長成一定的關系。通過測量光線的衍射角度,可以準確推算出光的波長和頻率,這一過程即為光譜分析。 在光柵光譜儀實驗中,首先需要選用合適的光源,通常使用激光或其他連續(xù)光源,確保光源的波長穩(wěn)定性和適合衍射光譜分析的特性。實驗中,光源通過準直透鏡使得光線平行,接著光線通過光柵,并在光柵的衍射作用下產(chǎn)生一系列光譜。實驗者通過設定適當?shù)慕嵌任恢?,使用探測器或光電二極管接收不同波長的衍射光,從而分析出光譜數(shù)據(jù)。 實驗的另一關鍵環(huán)節(jié)是光柵的選擇和光學系統(tǒng)的調(diào)校。光柵的周期性結(jié)構(gòu)和光柵常數(shù)(即光柵上條紋之間的間距)對衍射角度的精度有著至關重要的影響。為確保實驗的準確性,必須選擇合適的光柵,并且對儀器進行精密調(diào)節(jié),使得光譜的測量范圍和靈敏度達到佳狀態(tài)。儀器的探測系統(tǒng)和光電元件的性能也對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響。 在實際應用中,光柵光譜儀被廣泛用于各種科學實驗中。例如,在天文學中,科學家利用光柵光譜儀分析天體發(fā)出的光譜,進而推算出天體的化學成分、溫度、運動速度等信息。在化學分析中,光柵光譜儀可用于檢測物質(zhì)的分子特征,通過光譜線的精確測量,推斷物質(zhì)的濃度和純度。光柵光譜儀還廣泛應用于光通信、激光技術以及材料科學等領域。 總結(jié)來說,光柵光譜儀是一種高精度的光譜分析工具,能夠通過衍射原理將光分解成不同波長的光線,廣泛應用于科學研究和工業(yè)生產(chǎn)中。了解其工作原理和實驗操作過程,對于提高實驗的準確性和拓展其應用領域具有重要意義。無論是在天文學的星際物質(zhì)分析,還是在化學反應監(jiān)測中的定量分析,光柵光譜儀都發(fā)揮著不可替代的作用,為科研和技術創(chuàng)新提供了重要的支持。
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2022-12-16 16:42:36四環(huán)凍干機—真空冷凍干燥設備(五)
3.4.5加熱系統(tǒng)的設計加熱系統(tǒng)是提供第一階段升華干燥的升華潛熱和第二階段干燥蒸發(fā)熱能量的裝置。被凍結(jié)的制品,不論其凍結(jié)體為大塊、小塊、顆粒、片狀或其他任何形狀,開始升華時總是在表面上進行的,這時升華的表面積就是凍結(jié)體的外表面。在升華進行過程中,水分逐漸逸出,留下不能升華的多孔固體狀的基體,于是升華表面逐漸向內(nèi)部退縮。在升華表面的外部形成已干層,內(nèi)部為凍結(jié)層。凍結(jié)層內(nèi)部的冰晶是不可能升華的,故升華表面是升華前沿。升華前沿所需供給的熱能,相當于冰晶升華潛熱。不論采用什么熱源,也不論這些熱量以什么樣的方式傳遞,要達到水分升華的目的,這些熱量最終必須不斷地傳遞到升華表面上來。供給升華熱的熱源應能保證傳熱速率滿足凍結(jié)層表面既達到盡可能高的蒸氣壓,又不致使其熔化。冷凍干燥中所采用的傳熱方式主要是傳導和輻射。近年來在真空系統(tǒng)中也有采用循環(huán)壓力法來實現(xiàn)強制對流傳熱的研究。在凍干機中,熱量都是從擱板上傳出來的,一般分直熱式和間熱式兩種。直熱式以電源為主;間熱式用載熱流體,熱源有電、煤、天然氣等。常用的輻射熱源有近紅外線、遠紅外線、微波等。利用傳導或輻射加熱時,在被干燥的物料層中傳熱和傳質(zhì)的相對方向有所不同。從圖3-26可見,輻射加熱時被干燥物料的加熱是通過外部輻射源向已干層表面照射來進行的。傳到表面上的熱量,以傳導的方式通過已干層到達升華前沿,然后被正在升華的冰晶所吸收。升華出來的水蒸氣通過已干層向外傳遞,達到外部空間。傳熱和傳質(zhì)的方向是相反的,內(nèi)部凍結(jié)層的溫度決定于傳熱和傳質(zhì)的平衡。一般輻射加熱的特點是:隨著干燥過程中升華表面向內(nèi)退縮,已干層的厚度愈來愈厚,傳熱和傳質(zhì)阻力兩者都同時增加,如圖3-26(a)所示。圖3-26(b)是接觸加熱時所發(fā)生的情況。在干燥進行中,熱量通過凍結(jié)層的傳導到達升華前沿,而升華了的水蒸氣則透過已干層逸出到外部空間。因此,傳熱和傳質(zhì)的途徑不一,而傳遞的方向是相同的。界面的溫度也決定于傳熱和傳質(zhì)的平衡。隨升華表面不斷向內(nèi)退縮,已干層就愈來愈厚,凍結(jié)層愈來愈薄,因而相應的傳質(zhì)阻力愈來愈大,傳熱的阻力愈來愈小。圖3-26(c)是微波加熱的情形。微波加熱時熱量是在整個物料層內(nèi)部發(fā)生的,凍結(jié)層要發(fā)熱,已干層也要加熱。但由于這兩層的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗不同,發(fā)生在凍干層內(nèi)的熱量要多得多。內(nèi)部發(fā)生的熱量被升華中的水吸收,故所供之熱量不需傳遞,傳質(zhì)是在已干層內(nèi),方向是相反的。把熱量從熱源傳遞到物料的升華前沿,熱量必須經(jīng)過已干層或凍結(jié)層,同時升華出的水蒸氣也要通過已干層才能排到外部空間:在真空條件下,經(jīng)過這樣的物料層供送大量的升華潛熱,阻力是很大的,同時,經(jīng)過這樣的物料層排除升華的水蒸氣,阻力也是很大的。因此需采取多種方式提高傳熱和傳質(zhì)效率。升華熱的供應,原則上以在維持物品預定升華溫度下,使升華表面即具有盡可能高的水蒸氣飽和壓力而又不致有冰晶融化現(xiàn)象為好。這時干燥速度最快.(1)常用的加熱板   間熱式加熱板的熱量是由載熱體從熱源傳遞來的,加熱板傳遞給制品所需的加熱功率大致需要0.1W/g。載熱體多用水、蒸汽、礦物油和有機溶劑等。有些間冷間熱式凍干機上,常用R-11和三氯乙烯等作為冷和熱的載體。圖3-27給出加熱板熱媒循環(huán)系統(tǒng)示意圖。熱媒在熱交換器中加熱,用循環(huán)泵將熱媒送到凍干箱的擱板內(nèi)對物料加熱。為使凍干結(jié)束后物料能及時冷卻,利用閥門控制冷卻水,適時冷卻水通入擱板內(nèi)實現(xiàn)調(diào)控溫度。(2)加熱技術的改進 通常在真空狀態(tài)下傳熱主要靠輻射和傳導,傳熱效率低。近來出現(xiàn)了調(diào)壓升壓法,其基本原理是降低真空度以增加對流傳熱的效能。據(jù)研究,在壓強大于65Pa時,對流的效能就明顯了。所以在保證產(chǎn)品質(zhì)量的條件下,降低真空度以增加對流傳熱,使升華面上溫度提高得快些,升華速度增加。調(diào)節(jié)氣壓有多種方式,英國愛德華公司采用充入干燥無菌氮的方法;德國用真空泵間斷運轉(zhuǎn)法;日本用真空管道截面變化法。這些方法的共同特點是使凍干室氣體壓強處于不穩(wěn)定狀態(tài),所以又叫改變真空度升華法和循環(huán)壓力法。改變料盤的形狀,增加物料與料盤之間的傳熱面積也是改進傳熱方法的一種。圖3-28中裝制品容器上有伸出的薄壁,其目的就在于增加傳熱面積。改變傳熱的另一種方法是從根本上改變加熱方式,取消加熱板。據(jù)資料報道,美國陸軍Natick實驗室采用微波熱進行升華加工制作升華食品壓縮的新工藝,可使能耗降低到常規(guī)工藝的50%。美國某公司在升華干燥牛肉時,使用915MHz微波加熱裝置,將干燥周期由22h減到2h。但介質(zhì)加熱(如微波加熱)的方法一般不用于生物制品的凍干,以防止制品失去生命活力,降低制品質(zhì)量。(3)幾種典型的供熱方式   應用在食品工業(yè)真空冷凍干燥設備中的加熱方法較多,大致可分為:輻射加熱與吹冷空氣相結(jié)合的方法,微波加熱法;應用涂層輸送帶的輻射加熱法;輻射和傳導傳熱相串聯(lián)的供熱法;膨脹加熱板的接觸供熱法等。圖3-28是輻射傳熱和傳導傳熱相串聯(lián)的供熱裝置示意圖。這種傳熱方法的主要特點是輻射熱先傳給導熱元件(物料容器壁),再傳給被加熱的物料。傳導元件屏蔽直接來自輻射熱能的熱源。水、有機物和高分子物質(zhì)具有很強的吸收紅外輻射的能力,食品凍干采用紅外輻射加熱方式是合適的??梢园迅咻椛浼t外線材料涂敷到加熱板表面上。在產(chǎn)品升華階段要提供升華熱,使產(chǎn)品中的水分不斷從被凍結(jié)的冰晶中升華直到干燥完畢。升華分兩個階段:第一階段是指大量水分從冰晶升華的過程,這時升華溫度低于其晶點溫度。第二階段是結(jié)晶水的擴散過程,其溫度高于共晶點溫度。通常按第一階段熱負荷確定加熱功率。
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