冷凍干燥機(jī)干室內(nèi)的溫度特性
在探索冷凍干燥機(jī)干室內(nèi)的溫度特性之前,我們需要先深入理解冷凍干燥的基本原理。冷凍干燥,是一種魔術(shù)般的過程,它通過降低溫度和壓力,使物料中的水分從固態(tài)直接升華成氣態(tài),像變魔術(shù)一樣。在這個(gè)過程中,物料被安置在干室內(nèi),經(jīng)歷著一系列溫度和壓力的洗禮。而這個(gè)干室內(nèi)的溫度特性,就像一位導(dǎo)演,決定著冷凍干燥的效果。
溫度,這個(gè)看似微不足道的數(shù)據(jù),實(shí)則對(duì)冷凍干燥的效果起著至關(guān)重要的作用。通常,干室內(nèi)的溫度需要被精準(zhǔn)地控制在一定范圍內(nèi),就像在熬一鍋湯,火候不到,湯汁就不夠鮮美,火候過了,湯汁就會(huì)燒焦。同時(shí),溫度的控制也需要充分考慮到物料的特性以及冷凍干燥機(jī)的性能,就像廚師需要考慮食材的口感和烹飪工具的效率。
首先,讓我們看看真空度對(duì)溫度特性的影響。當(dāng)隔板表面溫度設(shè)定為-60°C時(shí),隨著真空罩內(nèi)真空度的變化,瓶?jī)?nèi)測(cè)點(diǎn)的溫度也隨之變化。當(dāng)真空度從0.1Pa升到100Pa時(shí),瓶?jī)?nèi)溫度如同隨風(fēng)搖擺的樹葉,緩緩降低。而隨著凍干室內(nèi)壓力的進(jìn)一步升高至l00Pa,瓶?jī)?nèi)溫度的降低幅度卻如同輕撫羽毛,微乎其微。
接著,讓我們探究隔板溫度對(duì)凍干盤內(nèi)溫度控制的影響。干燥艙內(nèi)壓力升高會(huì)使凍干盤內(nèi)隔板溫差減少,使得溫度控制變得更加容易。然而,物料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽壓較低,因此干燥室壓力也不能太高。當(dāng)板面溫度升高,冷阱溫度保持不變時(shí),物料盤的物料干燥速率也隨之升高,就像孩子在加速跑動(dòng)。隨著板面溫度的升高,干燥速率越來(lái)越快,溫差越來(lái)越小。
最后,我們來(lái)看看惰性保護(hù)氣體對(duì)于物料盤內(nèi)溫度控制的影響。在凍干過程中,氮?dú)庾鳛楸Wo(hù)氣不僅防止藥品中的有效成分遇到空氣氧化變質(zhì),還可以調(diào)節(jié)冷凍干燥過程中凍干室的真空度。從加熱過程中溫度控制的角度來(lái)看,使用氮?dú)庾鳛楸Wo(hù)氣會(huì)使瓶?jī)?nèi)溫度升高的幅度增大,不利于溫度控制。然而,對(duì)于凍干過程的干燥階段,氮?dú)饽軌蚋玫乇WC干燥效果。
總的來(lái)說,真空度對(duì)凍干室內(nèi)溫度特性有著顯著的影響。樣品盤和隔板之間的溫度差隨著凍干室壓力的增加而減小。而隨著板面溫度的升高,板面溫度與瓶?jī)?nèi)物料溫度差越來(lái)越小,這無(wú)疑有利于凍干室內(nèi)凍干物料溫度的控制。此外,選用氮?dú)庾鳛楸Wo(hù)氣時(shí),在相同板面溫度的情況下,其物料盤內(nèi)物料的溫度會(huì)比不使用保護(hù)氣時(shí)高,這不利于溫度控制。但氮?dú)獾膬?yōu)點(diǎn)在于,它能有效地保護(hù)凍干物料中的易氧化成分。