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冻干机上与温度有关的这些事

时间:2020-01-07 点击次数:218

    首先来说说温度的概念,温度是表示物体冷热程度的物理量,微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度。因此温度低物质热运动就慢,而温度高物质热运动就剧烈,因此真空冷冻干燥采用的是低温的干燥方法,物质的运动缓慢,因此效率就和温度高比就低。而为了提高效率就必须提高温度,因此冻干上温度每升高一度,就意味着节省一大笔钱,而这个温度升高的极限是有限制的,否则就变成了蒸发干燥了。温度必须在升华阶段保证低于制品的共熔点温度或者塌陷温度,否则就冻干失败。

    温度是表征,不能衡量其能量的多少,3度的物质的能量不一定有-40的能量高,因为温度指示表征分子热运动的剧烈程度,不能表征其能量的多少,衡量物质的能量用热量,也就是与温度有关,还跟热容,物质的体积有关。热量是指当系统状态的改变来源于热学平衡条件的破坏,也即来源于系统与外界间存在温度差时,我们就称系统与外界间存在热学相互作用。作用的结果有能量从高温物体传递给低温物体,这时所传递的能量称为热量。而反过来说,存在热量交换,就可能存在温度变化,当这个热量满足其一定阶段所需,超过了他的需要量就要引起温度变化。也就是说升华是一个吸热的过程,升华的热量来源于传导,对流和辐射,当这三个热量的叠加超过升华所需要的热量,温度就会变化,也就是制品的温度就会升高,而整个升华过程中,制品的温度也是一直在升高的,这个升高的过程要控制,最终在升华结束时不超过制品的共熔点温度或者塌陷温度,就是安全的。也就是整个过程中热量的提供引起物质升华和升温,而整个过程热量的供给不能超过制品升华所学和温升到制品的共熔点温度以下所需。

    而对于冻干机内处于不同部位的制品的温度是不同的,同一容器内,也就是同一瓶内不同位置温度也是不同的,也是一直在变化的。一般位于冻干箱的四周也就是边缘一圈到两圈,制品的温度是偏高的,高于中心位置的,因为位于边缘的辐射热多余位于中心的,冻干箱的三个壁和一个门都是热源,是辐射热,这个热源的温度与板层温度差的越多,辐射热越多。详见板层样品边缘效应图。

冻干机上的边缘效应

    板层的温度和制品的温度在冻干过程中也是按照一定的规律变化的。在预冻过程中板层温度设置低温,板层温度逐步降低,降到设置温度板层保温。同时制品的温度也是逐步降低,降到一定程度也是要保温,保证箱内不同位置的温度尽量趋于一致,减小温度差。

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