東京理化EYELA自動(dòng)模式進(jìn)口小型冷凍干燥機(jī)的工作原理是什么

更新時(shí)間：2025-09-16 點(diǎn)擊次數(shù)：127

東京理化EYELA的自動(dòng)模式進(jìn)口小型冷凍干燥機(jī)（例如 FDU-1110、FDU-1200 等型號(hào)）的工作原理，核心是利用升華現(xiàn)象，在低溫真空環(huán)境下使預(yù)先凍結(jié)的樣品中的水分（或溶劑）直接從固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)并被移除，從而得到干燥的樣品。

為了實(shí)現(xiàn)這一過(guò)程，設(shè)備整合了制冷、真空、控制和保護(hù)系統(tǒng)。其自動(dòng)模式（Automatic Operation）旨在簡(jiǎn)化操作，提高可靠性和重復(fù)性。

下面是它的核心工作原理、自動(dòng)模式的特點(diǎn)以及一些使用提示，我用一個(gè)表格來(lái)匯總其主要工作階段和特點(diǎn)：

階段	描述	自動(dòng)模式的關(guān)鍵動(dòng)作
預(yù)凍	樣品在放入凍干機(jī)前，需要在低溫（如-80℃）下凍結(jié)成固態(tài)。	部分一體機(jī)（如程序凍干機(jī)DRC-1000系列）可自動(dòng)完成預(yù)凍。
準(zhǔn)備階段	將預(yù)凍好的樣品放入凍干艙，確保冷阱已達(dá)到所需低溫（如-45℃或-80℃）。	系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)冷阱溫度，只有達(dá)到設(shè)定溫度后，真空泵才會(huì)啟動(dòng)。
一次干燥	在真空下，樣品中的自由水直接升華成水蒸氣，被冷阱捕獲。	系統(tǒng)自動(dòng)控制真空泵運(yùn)行，維持所需真空度，并監(jiān)測(cè)過(guò)程參數(shù)。
二次干燥	在較高溫度（但仍可能低于室溫）下，去除部分結(jié)合水和結(jié)晶水。	系統(tǒng)自動(dòng)控制真空泵運(yùn)行，維持所需真空度，并監(jiān)測(cè)過(guò)程參數(shù)。
結(jié)束階段	干燥完成后，需要給系統(tǒng)復(fù)壓，以便取出樣品。	許多型號(hào)具備自動(dòng)釋放真空功能，并可能配有0.2μm的空氣過(guò)濾器防止污染樣品。

?? 核心工作系統(tǒng)與自動(dòng)模式的體現(xiàn)

一臺(tái)冷凍干燥機(jī)要完成上述過(guò)程，依賴于以下幾個(gè)核心系統(tǒng)，自動(dòng)模式也主要體現(xiàn)在對(duì)這些系統(tǒng)的智能控制上：

制冷系統(tǒng)與冷阱：制冷系統(tǒng)（通常采用壓縮機(jī)制冷，使用R404A等環(huán)保冷媒）的核心任務(wù)是給冷阱（Cold Trap）降溫。冷阱是一個(gè)溫度極低（例如 -45℃ 或 -80℃）的金屬腔體，其作用是捕獲從樣品中升華出來(lái)的所有水蒸氣，使它們瞬間重新凝結(jié)成冰，從而維持干燥艙內(nèi)足夠的蒸汽壓差，推動(dòng)升華持續(xù)進(jìn)行。這是凍干機(jī)的“心臟"。
真空系統(tǒng)：真空泵用于將干燥艙內(nèi)的空氣抽出，創(chuàng)造并維持一個(gè)低真空環(huán)境（通常可達(dá)10Pa以下）。低壓降低了水的沸點(diǎn)，使得冰在低溫下就能直接升華。自動(dòng)模式下，真空泵的啟停由電腦控制，通常只在冷阱溫度達(dá)標(biāo)后才會(huì)啟動(dòng)，防止水汽進(jìn)入泵油。
控制系統(tǒng)與自動(dòng)模式：這是“自動(dòng)模式"的靈魂。它通過(guò)皮拉尼真空計(jì)等傳感器持續(xù)監(jiān)測(cè)冷阱溫度和艙內(nèi)真空度。

只有當(dāng)冷阱溫度冷卻到預(yù)設(shè)的低溫（如-40℃或-80℃）時(shí)，系統(tǒng)才會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)真空泵，確保安全高效。
在整個(gè)干燥過(guò)程中，系統(tǒng)持續(xù)監(jiān)控各項(xiàng)參數(shù)，確保過(guò)程在設(shè)定范圍內(nèi)進(jìn)行。
干燥結(jié)束后（或遇到停電后恢復(fù)供電），系統(tǒng)可以自動(dòng)解除真空（并可用過(guò)濾器凈化進(jìn)入的空氣），且真空泵不會(huì)自動(dòng)重啟，防止已溶解樣品的突沸。

保護(hù)與安全設(shè)計(jì)：自動(dòng)模式也包含了多重安全措施：

停電保護(hù)：復(fù)電后真空泵不會(huì)自動(dòng)重啟，防止樣品突沸。
真空泵油管理：內(nèi)置計(jì)時(shí)器記錄真空泵累計(jì)運(yùn)行時(shí)間，提醒更換泵油，維護(hù)泵的性能。
冷阱除冰：采用熱氣體解凍方式化霜，可以較快除冰且冰塊有時(shí)可整體取出。
防污染設(shè)計(jì)：自動(dòng)排氣口配有0.2μm的進(jìn)氣過(guò)濾器，在破真空時(shí)防止污染物進(jìn)入樣品艙。

?? 使用提示

樣品預(yù)凍是關(guān)鍵：樣品必須預(yù)先凍結(jié)成固態(tài)（通常建議在-80℃超低溫冰箱或液氮中快速凍結(jié)），否則在抽真空時(shí)會(huì)導(dǎo)致液體沸騰起泡，造成凍干失敗和樣品損失。
不要超載：樣品量和裝樣容器的體積都需合理。一般建議液體樣品體積不超過(guò)容器容積的1/3，同時(shí)注意不要超過(guò)冷阱的最大除冰容量（例如FDU-1110為4L/24小時(shí)）。
關(guān)注真空泵：需確保真空泵的排氣量足夠（例如50L/min以上），并定期根據(jù)運(yùn)行時(shí)間更換真空泵油，以維持良好真空度。
理解“自動(dòng)"的含義：“自動(dòng)模式"主要指系統(tǒng)自動(dòng)控制溫度和真空度的匹配與流程，而非無(wú)需人工干預(yù)。您仍需要設(shè)置參數(shù)、預(yù)凍樣品、觀察進(jìn)程并在結(jié)束后及時(shí)取出樣品和清理冷阱。

?? 總結(jié)

東京理化EYELA自動(dòng)模式小型冷凍干燥機(jī)通過(guò)其精密的制冷系統(tǒng)、高效的真空系統(tǒng)以及智能的控制系統(tǒng)，在自動(dòng)模式下安全、便捷、可靠地實(shí)現(xiàn)了冷凍干燥這一復(fù)雜過(guò)程，特別適合于實(shí)驗(yàn)室、制藥、食品工程和生物技術(shù)等領(lǐng)域需要對(duì)熱敏感樣品進(jìn)行干燥和長(zhǎng)期保存的場(chǎng)合。