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實驗型凍干機成敗的影響因素

閱讀:482        發(fā)布時間:2023-4-6

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實驗型凍干機就是把含有大量水分的物質,先冷卻至共熔點或玻璃化轉變溫度以下,使物料中的大部分水凍結成冰,其余的水化和物料成分形成非晶態(tài)。然后,在真空條件下,對已凍結的物料進行低溫的加熱,以使物料中的冰升華干燥。接著,在真空條件下對物料進行升溫,以除去吸附水,實現(xiàn)解析干燥,而物質本身留在凍結的冰架子中,從而使得干燥制品不失原有的固體骨架結構,保持物料原有的形態(tài),且制品復水性。


凍干或冷凍干燥是所有干燥方法中有利于產(chǎn)品的方法。它所依據(jù)的升華物理現(xiàn)象意味著從固體狀態(tài)直接過渡到蒸汽狀態(tài),繞過了液體聚集狀態(tài)。因此,冷凍產(chǎn)品在真空下被干燥,而不解凍。


目前,實驗型凍干機廣泛應用于生物制藥、中藥材保健品、血液制品、生物制品、醫(yī)藥和活性物質領域,尤其在制藥行業(yè)。在進行凍干的過程中,哪些因素會影響到凍干效果呢,也就是說決定實驗型凍干機凍干成敗的因素到底有哪些呢?

1、共熔點:

實驗型凍干機制品在干燥過程中,隨著溫度逐漸升高,凝固的溶質和溶劑開始不斷融化,這個時候的溫度也就是共熔點。

2、玻璃轉化溫度:

制品在預凍過程中,對于無定形體系,當制品溫度下降到某一種程度的時候,形成的冰晶不再繼續(xù)增大,殘余溶液濃縮會變大,溶質與剩余的水分形成粘度很大的玻璃態(tài),這個時候的溫度也就是玻璃化轉變溫度。

3、共晶點:

在制品預凍過程中,對于結晶體系,隨著溫度不斷降低,當制品達到冰點以下的時候,體系中形成冰核,冰核在逐漸增長,其余溶液中溶質的濃度會逐漸升高,并在達到過飽和的時候會析出結晶,溫度持續(xù)降低直至剩余溶液固化為冰和溶質的結晶混合體,此時的溫度也就是共晶點。但是有這么一種情況,有一些物質的共晶點并不是一個具體的溫度值,而是一個溫度范圍。

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4、塌陷溫度:

制品在干燥過程中,干燥層溫度上升到一定數(shù)值的時候,物料中的冰晶會逐漸消失,原先為冰晶所占據(jù)的空間成為空穴,因此干燥層呈多孔蜂窩狀的海綿體結構。當怪窩狀結構體的固體基質溫度較高的時候,其剛性不斷降低。當溫度達到某一臨界值的舊寸候,固體基質的剛性不足以維持蜂窩狀結構,空穴的固形物基質壁會發(fā)生塌陷,原先蒸汽擴散的通道被封閉,阻止升華的進行,導致成品水分含量天高。這個臨界溫度也就是塌陷溫度。

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