土壤冷凍干燥機(jī)是通過真空冷凍干燥技術(shù)實(shí)現(xiàn)土壤樣品脫水的專用設(shè)備,能在低溫真空環(huán)境下快速去除土壤水分,完整保留土壤的理化性質(zhì)、微生物群落及有機(jī)質(zhì)結(jié)構(gòu),是土壤環(huán)境檢測(cè)、地質(zhì)勘探、農(nóng)業(yè)科研等領(lǐng)域的核心前處理設(shè)備。其操作流程圍繞樣品預(yù)處理、預(yù)凍處理、裝機(jī)凍干、后期處理及設(shè)備清理展開,全程注重低溫真空把控與樣品防護(hù),整體流程簡(jiǎn)潔規(guī)范,適配各類土壤樣品的凍干制備需求,具體操作步驟如下:
樣品預(yù)處理為基礎(chǔ)環(huán)節(jié),需先對(duì)采集的土壤樣品進(jìn)行初步處理,去除石塊、根莖、枯枝等雜質(zhì),根據(jù)試驗(yàn)需求將土壤研磨過篩并均勻分裝至凍干瓶 / 凍干托中,樣品裝載量不超過容器的 2/3,避免凍干過程中樣品溢出;隨后密封容器瓶口(保留微小透氣孔),防止樣品交叉污染,同時(shí)標(biāo)記樣品信息,便于后續(xù)區(qū)分取用。
預(yù)凍處理是保證凍干效果的關(guān)鍵,需將分裝完成的土壤樣品放入低溫冰箱中進(jìn)行預(yù)凍,預(yù)凍溫度設(shè)置為 - 20℃~-40℃,預(yù)凍時(shí)間不少于 4 小時(shí),確保土壤樣品完全凍結(jié)成固態(tài),無游離水分存在。若樣品未充分預(yù)凍,凍干過程中會(huì)出現(xiàn)融解現(xiàn)象,破壞土壤樣品結(jié)構(gòu),影響后續(xù)檢測(cè)結(jié)果。
裝機(jī)凍干為核心操作,待樣品完全預(yù)凍后,打開冷凍干燥機(jī)主機(jī)電源,提前啟動(dòng)設(shè)備制冷系統(tǒng),讓冷阱溫度降至額定凍干溫度(通常≤-50℃)。隨后打開設(shè)備真空艙門,將預(yù)凍完成的土壤樣品快速放入艙內(nèi)試樣架,密封艙門并確保真空密封良好,啟動(dòng)真空泵進(jìn)行抽真空操作,待艙內(nèi)真空度達(dá)到 10Pa 以下的穩(wěn)定值后,進(jìn)入正式凍干階段。凍干時(shí)間根據(jù)土壤樣品含水量調(diào)整,常規(guī)樣品凍干時(shí)長(zhǎng)為 12~24 小時(shí),期間無需人工值守,設(shè)備可自動(dòng)維持低溫真空環(huán)境。
凍干完成后進(jìn)行后期處理與設(shè)備清理,先關(guān)閉真空泵,緩慢向真空艙內(nèi)放入干燥惰性氣體破真空,待艙內(nèi)壓力恢復(fù)常壓后打開艙門,快速取出凍干后的土壤樣品,立即密封保存,防止樣品吸潮回溫。隨后關(guān)閉設(shè)備制冷系統(tǒng),待冷阱溫度回升至室溫后,清理冷阱內(nèi)的冰霜與冷凝水,用無塵布擦拭真空艙內(nèi)壁及試樣架,保持設(shè)備內(nèi)部干燥清潔。最后關(guān)閉設(shè)備總電源,記錄設(shè)備運(yùn)行參數(shù)與樣品凍干信息,完成本次操作。
操作注意事項(xiàng):樣品預(yù)凍與裝機(jī)需遵循 “快操作” 原則,避免樣品解凍;設(shè)備運(yùn)行中嚴(yán)禁隨意打開真空艙門;定期檢查設(shè)備的真空密封性能與制冷效果,確保凍干過程穩(wěn)定。