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实验型冷冻干燥机的工作原理是将样品放入冷冻室中，使其温度降至冰点以下，然后将冻结的样品转移到升温室中，在升温室中用真空泵抽取容器内的气体，使样品在低温、低压状态下干燥。
具体操作流程如下：
准备样品：将待干燥的样品放入干燥瓶或干燥皿中，并在样品表面涂上一层保护液。
样品预冻：开启制冷机，将液体样品放在盘子里，再将盘子放在预冻架里，后将预冻架放进冷阱里，样品温度探头放在样品表面以测试样品温度。盖上保温盖，预冻2至3个小时。
真空干燥阶段：样品预冻好后，将盘子放在干燥架上，将样品温度探头放在样品表面，以测试样品温度。盖好透明的冻干罩，保证密封。开启真空泵，观察真空度能否达到50pa以下。抽真空干燥时间以样品特性为准。
保存样品：对于需要长期保存的样品，将其装在密封瓶中，避免被空气、水汽侵入造成污染。
使用实验型冷冻干燥机时要求如下：
实验型冷冻干燥机制备样品时，应尽可能扩大其表面积，其中不得含有酸碱物质和挥发性有机溶剂。
样品必须冻结成冰，如有残留液体会造成气化喷射。
注意实验型冷冻干燥机冷阱约为零下65度，可以做低温冰箱使用，但必须戴保温手套操作防止冻伤。
启动真空泵以前，检查出水阀是否拧紧，充气阀是否关闭，有机玻璃罩与橡胶圈的接触面是否清洁无污物，良好密封。
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