對凍干機的升華條件與升華速度的理解
點擊次數：2752 更新時間：2018-01-04
凍干機的冷凍干燥將待干燥物快速凍結后，再在高真空條件下將其中的冰升華為水蒸氣而去除的干燥方法。由于冰的升華帶走熱量使凍干整個過程保持低溫凍結狀態，有利于保留一些生物樣品的活性。
將凍結后的產品置于密閉的真空容器中加熱，其冰晶就會升華成水蒸氣逸出而使產品脫水干燥。干燥是從外表面開始逐步向內推移的，冰晶升華后殘留下的空隙變成而后升華水蒸氣的逸出通道。已干燥層和凍結部分的分界面稱為升華界面。在生物制品干燥中，升華界面約以一定的速度向內推進。當全部冰晶去除時，升華干燥就完成了，此時可除去水分90％左右。制品中冰的升華是在升華界面處進行的。升華時所需要的熱量是由加熱設備提供，從擱板傳來的熱量由以下幾種途徑傳至產品的升華界面：固體的傳導，輻射，氣體的對流。
凍干機凍干產品升華時受以下幾個溫度限制：產品凍結部分的溫度應低于產品共溶點的溫度；產品干燥部分的溫度要低于其崩解溫度或容許的zui高溫度；zui高擱板溫度。
冰在一定溫度下的飽和蒸汽壓大于環境的水蒸氣分壓時即可開始升華；比制品溫更低的凝結器對水水蒸氣的抽吸與捕獲作用，則是維護升所必需的條件。
氣體分子在兩次連續碰撞之間所走的距離稱為平均自由程，它與壓力成反比。在常壓下，其值很小，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。隨著壓力降低，平均自由程增大，使升華速度顯著加快，飛離出來的水分子很少改變自己的方面，從而形成了定向的蒸汽流。
真空泵在凍干機中起著抽除*氣體的作用，以維護升華所必需的低壓強。普通的真空泵在單位時間內抽除如此大量的體積是不可能的。凝結器實際上形成了專門捕集水蒸氣的真空泵。
在升華面與冷凝面之間產生了一個相當大的壓力差,如果此時系統內的不凝性氣體分壓可以忽略不計,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凝結器表面結成冰霜。
劉先生
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