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冷凍干燥的過冷度與升華關系與表征

更新時間:2019-12-27 點擊次數:3254

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,環保,材料等各個行業應用比較廣泛的,但是由于真空冷凍干燥法的工藝機理比較復雜,整個凍干過程是一個動態的變化過程,因此凍干的工藝優化比較復雜,而掌握凍干過程中影響凍干的升華效率的因素是非常關鍵的,而過冷度與升華干燥有一定關聯,影響凍干效率。

過冷是一種現象,每一種物質都有自己的平衡結晶溫度或者稱為理論結晶溫度,但是在實際結晶過程中,實際結晶溫度總是低于理論結晶溫度的,這種現象稱為過冷現象,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,冷卻速度越快,實際結晶溫度就越低,過冷度就越大;反之冷卻速度越慢,過冷度就越小,實際結晶溫度就更接近理論結晶溫度。

  過冷度越大,形成的冰晶越小,數量越多,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,意味著結晶溫度越低,而溫度越低,同時導致制品的玻璃態轉變溫度降低,達到設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來降低過冷度。

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