低温研磨是一种专门的工艺,包括将材料冷却到极低的温度,通常使用零下 196 摄氏度的液氮,然后再将其还原成细小的颗粒。
这种方法对于研磨对热敏感的材料特别有效,如动植物组织、易氧化物质以及香料和咖啡等挥发性化合物。
通过在低温下脆化材料,研磨过程变得更加高效,并避免了与传统研磨相关的问题,如材料软化、结块和挥发性成分损失。
5 个要点说明
1.工艺概述
冷却和脆化
低温研磨的主要步骤是使用液氮将样品冷却到低温。
这种冷却会使材料脆化,使其更容易被研磨。
还原成细小颗粒
材料充分冷却后,就需要进行研磨,将其还原成细小的颗粒。
这一过程可使用各种研磨设备进行,包括在液氮温度下运行的冷冻研磨机。
2.低温研磨的优势
保留挥发性成分
低温研磨的一大优势是可以保留挥发油和其他热敏成分,否则这些成分在传统研磨过程中会因发热而损失。
改善样品均质化
低温研磨过程可使样品更加均匀一致,这对获得准确的分析结果至关重要。
改善外观
低温研磨可减少变色并保持更好的质地,从而改善最终产品的外观。
3.应用
生物样品
低温研磨广泛用于研磨对热和氧化敏感的动植物组织。
对氧化敏感的物质
含有胡萝卜素或维生素等易氧化物质的材料可从低温研磨中获益,因为它可最大限度地减少与热的接触。
挥发性化合物
香料、咖啡和其他含有挥发性成分的产品可采用这种方法进行有效研磨,以保留其香气和风味。
4.机制和设备
液氮
该工艺依靠液氮提供必要的冷却。
它不仅能预冷样品,还能吸收研磨过程中产生的热量,保持低温。
冷冻研磨机
低温研磨中使用的一种特殊设备是冷冻研磨机,它使用电磁铁在样品瓶中来回移动研磨介质,在低温下有效地研磨样品。
5.低温研磨面临的挑战
弹性和软化
传统研磨经常会遇到材料在环境温度下软化或变得有弹性的问题。
低温研磨通过使材料脆化来克服这些难题。
结块和团聚
在室温下,许多材料容易结块,导致研磨困难。
将这些材料冷却到低温后,可防止结块,并有利于更精细的研磨。
能源效率
在传统研磨过程中,很大一部分能量以热量的形式散失,从而导致样品质量下降。
低温研磨减少了这种热量的散失,使整个过程更加节能。
通过使材料脆化,低温研磨可以更有效地减小颗粒尺寸,与传统方法相比能耗更低。
总之,低温研磨是一种加工热敏性和挥发性材料的高效方法,与传统研磨技术相比具有众多优势。
它能够保存挥发性成分、提高样品的均匀性并改善最终产品的外观,因此在各种科学和工业应用中都是一项非常有价值的技术。
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