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什么是冻干机的“塌陷温度”?
点击次数:357 发布时间:2019-03-11 打印本页面 返回
   什么是冻干机的“塌陷温度”
  冻干机的冷冻干燥(以下简称冻干)过程是一个稳定化的物质干燥过程。是将含水的物质,先冻结成固态,而后使其中的水分从固态直接升华变成气态排除,以除去水分而保存物质的方法。
  溶液状态的产品经冷冻处理后,先后经过升华和解吸作用,使产品中的溶剂减少到一定程度,从而阻止微生物的生成或溶质与溶剂间的化学反应,使产品得以长时间保存并保持原有的性质。
  真空冷冻干燥法是液态→固态→气态的过程。在冻干过程中,溶质颗粒之间的“液态桥”已被冻成“固态桥”,两颗粒间的相对位置已经被固定下来,并且两颗粒之间不存在气液界面的表面张力。随着溶剂的不断升华,“固桥”不断减少,但两颗粒之间的相对位置已不再发生变化,直至“固态桥”完全消失。
  冷冻干燥目前广泛用于生物制品的保存。但存在升华干燥速率低、整个冻干过程时间长、能耗大等不足,因此优化和改进冻干过程是当前面临的重要问题口。干燥过程中应尽量提高样品温度,因为样品温度每升高1℃,升华干燥时间将会缩短。大多数生物制品降温时发生玻璃化转变,干燥过程中样品温度过高会引起塌陷,进而导致干燥层的多孔结构丧失、残余水分增多、复水时间延长,更严重的将导致生物制品活性丧失。因此,塌陷温度在冻干过程中是一个非常重要的参数。塌陷与许多因素有关,既有材料本身物性参数的影响又有加工参数的影响。然而,目前绝大多数都是关于玻璃化转变温度r,关于塌陷温度r的数据很少,尤其是冻干参数的改变对塌陷温度的影响。玻璃化转变温度与塌陷温度的测试环境不同,前者通常是在封闭环境下测得的;而后者是在真正的冷冻干燥过程中测得的,更能真实地反映产品特性。
  冻干机的塌陷温度:
  冻干时物料中的冰晶消失,原先为冰晶所占据的空间成为空穴,因此冻干层呈多孔蜂窝状海绵体结构。此结构与温度有关。当蜂窝状结构体的固体基质温度较高时,其刚性降低。当温度达到某一临界值时,固体基质的刚性不足以维持蜂窝状结构,空穴的固形物基质壁将发生塌陷,原先蒸汽扩散的通道被封闭,此临界温度称为冻干物料的崩溃温度或塌陷温度。
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