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實驗型凍干機是通過“冷凍-升華”的物理過程工作的
點擊次數：86 更新時間：2025-06-05
在生物制藥、食品研發、材料科學等領域，如何長期保存易變質樣品并保持其活性或結構完整性，始終是科研人員關注的重點。實驗型凍干機通過“冷凍-升華”的物理過程，將含水樣品中的水分以冰晶形式直接升華為氣態，從而獲得干燥、疏松且穩定的凍干產物。這一技術不僅可延長樣品保質期，還能保留其生物活性、營養成分或物理特性，成為實驗室樣品預處理的重要工具。
實驗型凍干機的核心價值在于其“低溫脫水”與“活性保護”的雙重能力。在凍干過程中，樣品首先被冷卻至共晶點以下，使水分凍結成冰晶；隨后，通過真空系統降低腔體壓力，使冰晶直接升華為水蒸氣，繞過液態水的相變過程。這一過程避免了高溫對熱敏性成分(如蛋白質、酶、益生菌)的破壞，同時防止了傳統干燥方法(如熱風烘干)導致的樣品收縮、變形或氧化。例如，在疫苗研發中，凍干技術可將液態疫苗轉化為粉末狀，既便于運輸儲存，又能在復溶后恢復原有活性；在食品領域，凍干水果可保留90%以上的維生素和天然色澤，且復水后口感接近新鮮食材。
實驗型凍干機的操作流程通常分為預凍、升華干燥和解析干燥三個階段。
預凍階段：樣品需在-40℃至-80℃的低溫下凍結，確保水分以冰晶形式均勻分布。這一步驟對凍干效果至關重要，可能導致升華過程中樣品塌陷或活性損失。
升華干燥階段：在真空環境下，通過加熱板為樣品提供少量熱量(通常不超過共晶點溫度)，使冰晶直接升華為水蒸氣。此階段需嚴格控制溫度與真空度，避免樣品過熱或升華速率過快。
解析干燥階段：當大部分冰晶升華后，樣品中仍殘留少量結合水。此時需進一步提高溫度(通常至20-40℃)，以去除這些吸附水，確保凍干產物的含水率低于5%。
整個過程無需人工干預，儀器通過預設程序自動完成各階段切換，用戶僅需裝載樣品并啟動程序即可。
實驗型凍干機專為實驗室場景設計，其結構緊湊、占地面積小，適合放置在通風櫥或超凈臺旁使用。盡管體積小巧，但其功能卻毫不妥協：
冷阱系統：內置的冷阱可快速捕獲升華產生的水蒸氣，防止其進入真空泵導致損壞。冷阱溫度通常低于-50℃。
真空系統：通過機械泵或分子泵將腔體壓力降至10-100帕斯卡，為升華過程提供低壓環境。部分機型配備真空度傳感器，可實時監測并調整抽氣速率。
樣品架設計：采用不銹鋼或鋁合金材質，支持放置安瓿瓶、西林瓶、培養皿等多種容器，滿足不同樣品的凍干需求。
控制系統：配備彩色觸摸屏，用戶可直觀設置凍干曲線(溫度、時間、真空度)、查看運行狀態，并導出歷史數據用于分析。
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