冷凍干燥是利用升華的原理進(jìn)行干燥的一種技術(shù)進一步,是將被干燥的物質(zhì)在低溫下快速凍結(jié),然后在適當(dāng)?shù)恼婵窄h(huán)境下,使凍結(jié)的水分子直接升華成為水蒸氣逸出的過程. 冷凍干燥得到的產(chǎn)物稱作凍干物(lyophilizer)大部分,該過程稱作凍干(lyophilization)。
一 制品的凍結(jié)
溶液速凍時(shí)(每分鐘降溫10~50℃)實際需求,晶粒保持在顯微鏡下可見的大薪鉀Q。幌喾绰齼鰰r(shí)(1℃/分)敢於監督,形成的結(jié)晶肉眼可見。粗晶在升華留下較大的空隙共同,可以提高凍干的效率推進一步,細(xì)晶在升華后留下的間隙較小,使下層升華受阻簡單化,速成凍的成品粒子細(xì)膩力度,外觀均勻,比表面積大系統性,多孔結(jié)構(gòu)好勇探新路,溶解速度快單產提升,便成品的引濕性相對(duì)也要強(qiáng)些≡囼?!∷幤吩趦龈蓹C(jī)中預(yù)凍在兩種方式:一種是制品與干燥箱同時(shí)降溫勞動精神,;另一種是待干燥箱擱板降溫至-40℃左右製度保障,再將制品放入預下達,前者相當(dāng)于慢凍,后者則介于速凍與慢凍之間統籌推進,因而常被采用方案,以兼顧凍干效率與產(chǎn)品質(zhì)量。此法的缺點(diǎn)是制品入箱時(shí)了解情況,空氣中的水蒸氣將迅速地凝結(jié)在擱板上深入,而在升華初期,若板升溫較快重要的,由于大面積的升華將有可能超越凝結(jié)器的正常負(fù)荷開展研究。此現(xiàn)象在夏季尤為顯著『椭C共生!≈破返膬鼋Y(jié)處于靜止?fàn)顟B(tài)質生產力。經(jīng)驗(yàn)證明,過冷現(xiàn)象容易發(fā)生至使制品溫度雖已達(dá)到共晶點(diǎn)技術交流。但溶質(zhì)仍不結(jié)晶先進的解決方案,為了克服過冷現(xiàn)象,制品凍結(jié)的溫度應(yīng)低于共晶點(diǎn)以下一個(gè)范圍創造更多,并需保持一段時(shí)間宣講活動,以待制品*凍結(jié)。
二 升華的條件與速度
冰在一定溫度下的飽和蒸汽壓大于環(huán)境的水蒸氣分壓時(shí)即可開始升華工藝技術;比制品溫更低的凝結(jié)器對(duì)水水蒸氣的抽吸與捕獲作用效率,則是維護(hù)升所必需的條件‘a能提升!怏w分子在兩次連續(xù)碰撞之間所走的距離稱為平均自由程適應性,它與壓力成反比。在常壓下通過活化,其值很小落地生根,升華的水分子很容易與氣體碰撞又返回到蒸汽源表面,因而升華速度很漫健康發展。隨著壓力降低13.3Pa以下有效保障,平均自由程增大105倍,使升華速度顯著加快長效機製,飛離出來的水分子很少改變自己的方面講實踐,從而形成了定向的蒸汽流數字技術。 真空泵在凍干機(jī)中起著抽除氣體的作用市場開拓,以維護(hù)升華所必需的低壓強(qiáng)措施。1g水蒸氣在常壓下為1.25L而在13.3Pa時(shí)卻膨脹為10000升,普通的真空泵在單位時(shí)間內(nèi)抽除如此大量的體積是不可能的各項要求。凝結(jié)器實(shí)際上形成了專門捕集水蒸氣的真空泵更高要求。 制品與凝結(jié)的溫度通常為-25℃與-50℃新技術。冰在該溫度下的飽和蒸汽壓分別為63.3Pa與1.1Pa,因而在升華面與冷凝面之間便產(chǎn)生了一個(gè)相當(dāng)大的壓力差,如果此時(shí)系統(tǒng)內(nèi)的不凝性氣體分壓可以忽略不計(jì),它將促使制品升華出來的水蒸氣,以一定的流速定向地抵達(dá)凝結(jié)器表面結(jié)成冰霜共同學習。 冰的升華熱約為2822J/克深入,如果升華過程不供給熱量效高,那末制品只有降低內(nèi)能來補(bǔ)償升華熱,直至其溫度與凝結(jié)器溫度平衡后基礎,升華也就停止了性能。為了保持升華與冷凝來的溫度差,必須對(duì)制品提供足夠的熱量對外開放。
三 升華過程
在升溫的di一階段(大量升華階段)技術創新,制品溫度要低于其共晶點(diǎn)一個(gè)范圍。因此擱板溫要加以控制資料,若制品已經(jīng)部分干燥廣泛應用,但溫度卻超過了其共晶點(diǎn),此時(shí)將發(fā)生制品融化現(xiàn)象新產品,而此時(shí)融化的液體去完善,對(duì)冰飽和,對(duì)溶質(zhì)卻未飽和長遠所需,因而干燥的溶質(zhì)將迅速溶解進(jìn)去求索,后濃縮成一薄僵塊,外觀極為不良規模,溶解速度很差穩定發展,若制品的融化發(fā)生在大量升華后期,則由于融化的液體數(shù)量較少聯動,因而被干燥的孔性固體所吸收能力建設,造成凍干后塊狀物有所缺損,加水溶解時(shí)仍能發(fā)現(xiàn)溶解速度較慢生產體系。 在大量升華過程很重要,雖然擱板和制品溫度有很大懸殊能力和水平,但由于板溫覆蓋、凝結(jié)器溫度和真空溫度基本不變,因而升華吸熱比較穩(wěn)定研究,制品溫度相對(duì)恒定高效。隨著制品自上而下層層干燥,冰層升華的阻力逐漸增大提高。制品溫度相應(yīng)也會(huì)小幅上升機構。直至用肉眼已不到冰晶的存在。此時(shí)90%以上的水分已除去交流。大量升華的過程至此已基本結(jié)束基礎,為了確保整箱制品大量升華完畢,板溫仍需保持一個(gè)階段后再進(jìn)行第二階段的升溫還不大。剩余百分之幾的水分稱殘余水分高產,它與自由狀態(tài)的水在物理化學(xué)性質(zhì)上有所不同,殘余水分包括了化學(xué)結(jié)合之水與物理結(jié)合之水發揮作用,諸如化合的結(jié)晶水結(jié)晶良好、蛋白質(zhì)通過氫鍵結(jié)合的水以及固體表面或毛細(xì)管中吸附水等。由于殘余水分受到某種引力的束縛銘記囑托,其飽和蒸汽壓則是不同程度的降低引領,因而干燥速度明顯下降。雖然提高制品溫度促進(jìn)殘余水分的氣化開放以來,但若超過某極限溫度占,生物活性也可能急劇下降。保證制品安全的zui高干燥溫度要由實(shí)驗(yàn)來確定結構不合理。通常我們?cè)诘诙A段將板溫 30℃左右動手能力,并保持恒定。在這一階段初期意見征詢,由于板溫升高提升,殘余水分少又不易氣化,因此制品溫度上升較快的必然要求。但隨著制品溫度與板溫逐漸靠攏研究成果,熱傳導(dǎo)變得更為緩慢,需要耐心等待相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間完善好,實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明大面積,殘余水分干燥的時(shí)間與大量升華的時(shí)間幾乎相等有時(shí)甚至還會(huì)超過。
四 凍干曲線
將擱板溫度與制品溫度隨時(shí)間的變化記錄下來問題分析,即可得到凍干曲線集成應用。比較典型的凍干曲線系將擱板升溫分為兩個(gè)階段,在大量升華時(shí)擱板溫度保持較低的可能性,根據(jù)實(shí)際情況,一般可控制在-10至 10之間建設應用。第二階段則根據(jù)制品性質(zhì)將擱板溫度適當(dāng)調(diào)高,此法適用于其熔點(diǎn)較低的制品日漸深入。若對(duì)制品的性能尚不清楚動力,機(jī)器性能較差或其工作不夠穩(wěn)定時(shí),用此法也比較穩(wěn)妥互動式宣講⌒Ц咝?!∪绻破饭簿c(diǎn)較高,系統(tǒng)的真空度也能保持良好自動化,凝結(jié)器的制冷能力充裕提升,則也可采用一定的升溫速度,將擱板溫度升高至允許的zui高溫度落地生根,直至凍干結(jié)束的特點,但也需保證制品在大量升華時(shí)的溫度不得超過共晶點(diǎn)∮行ПU?!∪糁破穼?duì)熱不穩(wěn)定大數據,則第二階段板溫不宜過高。為了提高di一階段的升華速度進一步提升,可將擱板溫度一次升高至制品允許的zui高溫度以上空間廣闊;待大量升華階段基本結(jié)束時(shí),再將板溫降至允許的zui高溫度改革創新,這后兩種方式雖然使大量的升華速度有一些提高知識和技能,但其抗干擾的能力相應(yīng)降低,真空度和制冷能力的突然降低或停電都可能會(huì)使制品融化新模式。合理而靈活地掌握di一種方式實現,仍是目前較常用的方式。
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