真空干燥器是實驗室中用于高效去除樣品水分及揮發性成分的一款基礎設備，尤其適用于熱敏性、易氧化或需精密干燥的材料。其通過結合真空泵形成的真空環境，顯著提升干燥效率并保護樣品特性。本文將系統解析其組成結構、工作原理及典型應用場景。
首先我們先來了解 一套完整的真空干燥器主要包含哪些組成部分，以圣斯特的R410DV無油小型真空干燥裝置為例，主要包含以下部分：
●干燥室：也被稱為真空干燥器的下罐體，R410DV的干燥器部分，采用PC聚碳酸酯材質制作，內部設擱板以放置樣品，隔板是帶有空洞，可以插入離心管、試管等容器。干燥室的外部側面帶有泵管接口和閥門開關。干燥器的主題部分除了采用PC聚碳酸酯材質材質外，市面上還能見到玻璃、PE塑料等材質的主體腔體。這些材質普遍具有耐壓、透明度好的特點，不耐壓容易被真空泵的高壓吸癟、不透明無法觀察到內部樣品干燥情況。
●密封蓋：也稱為真空干燥器的上蓋，和干燥室部分結合形成一個完整的罐體。材質和干燥室一樣，需要兼顧耐壓性和透明易觀察。其頂部帶有一個真空表、調節閥和管接口。
●密封圈：干燥室和密封蓋連接處有一條溝槽，用于卡入密封圈，其作用是幫助真空干燥器形成密封環境，在真空泵抽氣時不會漏氣，影響負壓真空的形成。其材質為氟橡膠，具有一定的耐腐蝕性。
●真空泵：本型號標配的是無油真空泵，真空度可達30mbar，抽速為20L/Min，可以在較短的時間內將干燥器抽到較為理想的真空度。無油真空泵插電就能使用，不需要連接水源或加入泵油，日常使用中業務進行換油等保養維護，使用時不會有油污污染產生，是一款使用體驗較好的真空泵。除了搭配無油真空泵外，有些應用如真空脫泡，對真空度要求較高，可以選擇搭配旋片式油泵的型號如T242DV，真空度低至0.1mbar，能夠抽走更多的空氣，達到更好的真空度。
真空干燥器的工作原理基于真空環境下物質的物理特性變化。在正常大氣壓下，水的沸點為 100℃，而隨著氣壓的降低，水的沸點也會隨之下降。例如，在真空度為 0.09MPa 時，水的沸點可降至約 40℃。真空干燥器通過真空泵將內部空氣抽出，形成低氣壓環境，從而降低了樣品表面水分的沸點。在這種條件下，樣品中的水分能夠在較低溫度下迅速蒸發，大大縮短了干燥時間。所以當需要進行真空干燥器時，打開真空泵開始工作，將干燥器內部的空氣逐漸抽出，使內部壓力不斷降低。隨著罐體內的真空度的提高，樣品表面的水分迅速蒸發為水蒸氣，并通過真空管道被真空泵抽出。
通過上述對真空干燥器的構成和工作原理分析，我們可以看到和真空干燥箱相比，實驗室的真空干燥器主要是由透明材質制造的罐體和真空泵搭配組成。雖然無法像真空干燥箱那樣，進行加熱控溫或者設置多段程序，但是也具有價格低廉、透明便于觀察內部工作狀態、帶有閥門可以長時間保存干燥的樣品、小巧簡單更容易操作等特點。其在實驗室的主要用途有：
●化學實驗領域：在化學實驗中，許多化學試劑和合成產物具有吸濕性或熱敏性，需要在特定條件下進行干燥。例如，一些有機合成反應后的產物，如多肽、抗生素等，在普通干燥條件下容易發生氧化或分解，影響產品質量。而真空干燥器能夠在低溫、低氧的環境下對這些產物進行干燥，有效避免了化學反應的發生，保證了產物的純度和活性。此外，在化學分析實驗中，樣品的干燥程度直接影響分析結果的準確性。真空干燥器可以對樣品進行快速、的干燥，消除水分對分析的干擾，提高分析結果的可靠性。
●生物制藥領域：生物制藥過程中，許多生物制品如疫苗、酶制劑、蛋白質等對干燥條件要求極為苛刻。這些生物制品在高溫下容易失去活性，在潮濕環境中容易變質。真空干燥器能夠在較低溫度和真空條件下，將生物制品中的水分迅速去除，同時保持其生物活性和穩定性。例如，在疫苗的生產過程中，真空干燥技術可以將疫苗凍干成粉末狀，便于儲存和運輸，延長疫苗的保質期。此外，在生物制藥的研發過程中，真空干燥器也常用于對實驗樣品的處理，為新藥的研發提供支持。
●材料科學領域：在材料科學研究中，真空干燥器被廣泛應用于對各種材料的干燥和處理。例如，納米材料具有的比表面積和表面活性，容易吸附空氣中的水分和雜質，影響其性能。通過真空干燥，可以有效去除納米材料表面的水分和雜質，提高材料的純度和性能。此外，在陶瓷材料的制備過程中，真空干燥可以消除坯體中的水分，防止在燒制過程中因水分蒸發而產生氣孔和裂紋，提高陶瓷制品的質量和成品率。在復合材料的制備過程中，真空干燥可以確保基體材料和增強材料的干燥程度一致，提高復合材料的性能和穩定性。
●食品工業領域：在食品工業中，真空干燥技術常用于對食品原料和成品的干燥處理。例如，水果干、蔬菜干等脫水食品的生產過程中，采用真空干燥可以在較低溫度下保留食品的營養成分、色澤和風味。與傳統的熱風干燥相比，真空干燥能夠減少食品中維生素、礦物質等營養成分的損失，同時避免食品因高溫而發生氧化、褐變等現象，提高食品的品質和保質期。此外，在一些功能性食品和保健品的生產過程中，真空干燥也可以用于對原料的處理，保證產品的質量和功效。
