토양동결건조기는 토양견본의 동결처리를 전문적으로 사용하는 설비로서 동결건조기술을 통해 토양견본의 수분을 제거하여 장기적으로 보존하거나 진일보 분석연구를 진행할수 있다.토양 샘플에는 일반적으로 수분이 많이 함유되어 있으며, 직접 건조하면 그 구조와 구성이 바뀌어 분석 결과에 영향을 미칠 수 있습니다.따라서 동결건조 기술을 사용하면 토양의 원시적 특성과 구조를 유지하는 전제하에 수분을 제거할 수 있다.동결건조기술은 토양과학연구, 환경감시측정, 농업연구 등 분야에 중요한 의의가 있다.

1. 작업원리

　　토양 동결건조기의 작동 원리는 냉동 건조 기술 (즉, 승화 과정) 을 기반으로 하며 주로 다음과 같은 몇 단계로 나눌 수 있습니다.

1. 냉동 단계: 토양 샘플은 먼저 저온 냉동 설비를 통해 냉동해야 한다.냉동 단계는 토양 샘플의 수분을 얼음으로 얼려 고체수를 형성하기 위해 동결 건조 과정의 첫 단계이다.토양 샘플은 일반적으로 냉동실에 배치되며 온도는 일반적으로 -20 ℃ 에서 -60 ℃ 사이로 조절되며 토양 샘플의 다양한 특성에 따라 적합한 온도를 선택하여 냉동합니다.

2. 진공강압단계: 일단 토양견본이 랭동되고 다음단계에 진입하면 펌프를 통해 공기를 보내 내부의 압력을 아주 낮은 수준으로 낮추어 진공환경을 형성한다.토양 샘플의 얼음 결정은 저압 환경에서 액체 상태의 단계를 거치지 않고 직접 수증기로 승화될 것이다.이 과정은 일반적으로 압력을 몇 파스칼 (Pa) 이하로 조절하여 수분의 승화를 효과적으로 촉진해야 한다.이때 온도는 비교적 낮은 상태를 유지하여 수분의 승화 과정이 순조롭게 진행될 수 있도록 한다.

3. 승화 단계: 진공 환경에서 토양 샘플 중의 얼음은 직접 기체로 승화되며 액체 상태의 물 단계를 거치지 않는다.승화 과정은 토양 동결 건조의 핵심 단계로 낮은 온도와 충분한 진공도를 요구한다.승화 과정에서 토양의 다른 성분과 함수량에 따라 온도와 압력을 조절하여 수분이 고체에서 기체로 승화할 수 있도록 확보해야 한다.

4, 건조 단계: 승화 단계가 완료되면 토양 샘플에 일부 잔여 수분이 있으며 이때 건조 단계에 들어갑니다.이 단계에서는 온도를 약간 높여 저진공도를 유지해 마지막 수분을 제거한다.이 과정은 토양 샘플을 건조한 상태로 만들어 후속 보존, 분석 또는 기타 조작을 보장할 수 있다.

2. 기술특징

토양동결건조기는 전문적인 실험실설비로서 그 기술특점은 일반적으로 다음과 같은 몇가지 방면을 포함한다.

1. 효율적인 수분 제거 능력: 저온과 저압 환경에서 토양 샘플의 수분을 효율적으로 제거할 수 있다.동결건조기술은 전통적인 건조방법에 비해 토양의 유기질, 미생물, 광물성분 등 원시적특성을 최대한 보존하여 수분의 직접적인 증발이나 가열로 인한 견본의 변질을 피면할수 있다.

2. 온도와 압력의 정확한 제어: 온도와 압력은 정확하게 조절할 수 있으며, 토양의 동결 건조 과정 중 각 단계의 가장 좋은 조건을 확보할 수 있다.예를 들어, 승화 온도와 진공도를 제어함으로써 높은 온도로 인해 샘플의 유기물이 분해되는 것을 효과적으로 피할 수 있으며, 동시에 수분의 순조로운 승화도 보장할 수 있다.

3. 샘플 파괴를 피한다: 토양 동결 건조 기술은 샘플 구조의 파괴를 초래하지 않고 냉동 상태에서 수분을 제거할 수 있다.전통적인 고온건조방법과 달리 동결건조과정에서 토양의 공극구조가 유지되고 토양중의 미생물, 세포 및 그 조직구조가 손상되지 않아 동결건조토양의 진실성과 안정성을 보장하였다.

4. 적용성이 강하다: 일반 토양 샘플의 건조뿐만 아니라 복잡한 토양 샘플의 동결 처리에도 적용될 수 있다.예를 들어, 대량의 유기 물질, 미생물 또는 기타 특수 성분을 가진 토양 샘플은 여전히 동결 건조 과정에서 그 특성을 유지하여 전통적인 건조 방법으로 인한 성분 손실이나 파괴를 피할 수 있다.

토양동결건조기는 냉동건조기술을 통해 토양견본중의 수분을 효과적으로 제거하고 토양의 구조와 성분을 완전하게 유지할수 있으며 고효률, 환경보호, 에너지절약 등 뚜렷한 특징을 갖고있다.이는 토양과학연구, 농업연구, 환경감시측정 등 분야에서 중요한 응용을 갖고있어 이런 분야에서 관련 기술과 연구의 깊이있는 발전을 추진하였다.