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冷凍干燥的過冷度與升華關(guān)系與表征

來源:蓓迪(北京)科技有限公司   2019年12月27日 16:55  

真空冷凍干燥法獲得凍干制品是目前在制藥,生物診斷試劑,凍干食品,環(huán)保,材料等各個行業(yè)應(yīng)用比較廣泛的,但是由于真空冷凍干燥法的工藝機理比較復(fù)雜,整個凍干過程是一個動態(tài)的變化過程,因此凍干的工藝優(yōu)化比較復(fù)雜,而掌握凍干過程中影響凍干的升華效率的因素是非常關(guān)鍵的,而過冷度與升華干燥有一定關(guān)聯(lián),影響凍干效率。

過冷是一種現(xiàn)象,每一種物質(zhì)都有自己的平衡結(jié)晶溫度或者稱為理論結(jié)晶溫度,但是在實際結(jié)晶過程中,實際結(jié)晶溫度總是低于理論結(jié)晶溫度的,這種現(xiàn)象稱為過冷現(xiàn)象,兩者的溫度差值被稱為過冷度。過冷度的大小與冷卻速度密切相關(guān),冷卻速度越快,實際結(jié)晶溫度就越低,過冷度就越大;反之冷卻速度越慢,過冷度就越小,實際結(jié)晶溫度就更接近理論結(jié)晶溫度。

  過冷度越大,形成的冰晶越小,數(shù)量越多,對于升華時形成的升華通道就小,升華就慢。而過冷度越低,形成的冰晶越大,數(shù)量越少,升華時形成的通道越大,阻力越小,升華越快。同時過冷度大,意味著結(jié)晶溫度越低,而溫度越低,同時導(dǎo)致制品的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度降低,達(dá)到設(shè)定的平衡溫度時間更長,而升華的通道又小,因此升華效率低。

因此提高凍干效率的方法之一就是降低過冷度,通過降低過冷度,提高制品的結(jié)晶溫度,形成大的冰晶,從而提高升華的通道,降低了干燥層的傳質(zhì)阻力。而降低過冷度就是降低冷卻速度,或者通過介入成核技術(shù)來降低過冷度。

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