冷凍干燥技術(shù)廣泛應用到于土壤檢測樣品前處理中，可使土壤的pH值全碳,、全氮,、速效鉀含量等無顯著變化，因此采用冷凍干燥處理后的土壤樣品測定上述指標更加方便。同時凍干土壤樣本測定值穩(wěn)定,、重現(xiàn)性好,、元素流失少。
01土壤冷凍干燥的原理
冷凍干燥技術(shù)廣泛應用在食品和藥品中,，而土壤凍干則是一種特殊的應用方式,。土壤冷凍干燥是指將土壤樣品進行預凍處理后，并通過真空泵對箱體抽真空,，進而在低溫及真空狀態(tài)下,，將土壤中的水分由固態(tài)升華成氣態(tài)，再借助真空系統(tǒng)的捕水裝置將水蒸氣冷凝,，除其中的水分，進而得到干燥脫水制品的干燥方法,。這種方法可以保留土壤中的有機質(zhì)和微生物活性,，使得土壤樣品在冷凍干燥的同時不會喪失其原有的特性和功能。土壤冷凍干燥的原理主要包括冷凍,、干燥和復水三個過程,。
一、冷凍過程
在冷凍過程中,，土壤樣品被放置在低溫環(huán)境下,，通過冷凍使水分在土壤中凝固成冰，冷凍的目的是將水分從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài),，使得后續(xù)的干燥過程能夠更加高效地進行,。冷凍過程中，需要控制冷卻速度和冷卻溫度,，以避免過快或過慢的冷卻導致水分結(jié)構(gòu)的改變和土壤樣品的破壞,。
二、干燥過程
在冷凍過程中,，通過抽真空的方式,，將冰直接轉(zhuǎn)化為水蒸氣，從而實現(xiàn)對土壤樣品中水分的去除,。干燥過程中,，需要控制的參數(shù)包括抽真空速度、溫度和時間等,。速度過快會導致土樣品的結(jié)構(gòu)破壞,，速度過慢則會延長干燥時間。溫度和時間的選擇應根據(jù)土壤樣品的特性和干燥的目的進行調(diào)節(jié),，以達到最佳的干燥效果,。
三、復水過程
在干燥過程結(jié)束后,，將土樣品重新加入水分,，使其恢復到正常的含水量,，復水過程是為了使土壤樣品重新吸收水分，恢復其原有的特性和功能,。復水過程中,，需要注意水分的添加量和速度，以避免過量或過快的復水導致土壤樣品的結(jié)構(gòu)破壞和微生物活性的缺失,。
02土壤冷凍干燥的優(yōu)勢
土壤烘干和凍干都是將土壤中的水分蒸發(fā)除去的方法,，但它們的實現(xiàn)過程和效果略有不同。
一般烘干是指利用外部加熱設(shè)備（如電熱器）或太陽能直接對土壤進行加熱,，使其中的水分蒸發(fā)出來,。這種方法雖然快速，但有可能會破壞土壤的結(jié)構(gòu)和改變其化學性質(zhì),。而且,，由于普通干燥時會伴隨著各種酶的活性損失，長時間烘干會導致土壤中的養(yǎng)分流動,、鎖定及土壤生物沉寂,、死亡等問題。
凍干法則是將樣品制成冷凍原料,，并使用真空技術(shù)在低溫下增加介質(zhì)壓力,，讓冰直接升華成為蒸汽態(tài)，從而取出樣品中的水分,。凍干法需要較長時間,，但可保持土壤原有結(jié)構(gòu)和生理特性，不會產(chǎn)生熱量導致的化學反應或酶失活等問題,。因此,，凍干法多用于對土壤樣品中微生物菌群、酶活性,、膠體穩(wěn)定性,，以及其他容易受到熱力影響的物質(zhì)進行分析。
綜上所述,，對于不同的土壤樣品和所需測定內(nèi)容,，可根據(jù)實際情況選擇適合的干燥方法。但總體而言,，在保持土壤原有結(jié)構(gòu)特性以及微生物,、酶活性等方面上，凍干法比烘干法更具優(yōu)勢,。
03富睿捷土壤凍干機
富睿捷科技專注于凍干機的研發(fā)及生產(chǎn),，SOIL系列專為土壤凍干設(shè)計。直立式的內(nèi)置式冷阱盤管，能夠有效捕捉溶劑,。冷阱溫度可達到-55℃,，捕水能力更強。多層大面積的樣品隔板托盤,，最多可凍干0.4㎡樣品,。
04土壤凍干機案例
富睿捷土壤凍干機SOIL系列 TR-45凍干機已正式服役于中國科學院城市環(huán)境研究所，主要用于土壤環(huán)境監(jiān)測的實驗研究,。
研究所的學科方向為環(huán)境化學與分析化學,、環(huán)境經(jīng)濟與環(huán)境管理、生態(tài)學,、環(huán)境生物與生物技術(shù),、環(huán)境工程與環(huán)境材料；重點研究領(lǐng)域為：城市生態(tài)健康與環(huán)境安全,、城市環(huán)境污染控制與資源化技術(shù),、城市環(huán)境工程與循環(huán)經(jīng)濟、城市生態(tài)環(huán)境規(guī)劃與管理,。
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