Điều kiện và tốc độ của chất lyophilizer thăng hoa

Khi áp suất hơi bão hòa của băng ở một nhiệt độ nhất định lớn hơn áp suất một phần của hơi nước trong môi trường, nó có thể bắt đầu tuyệt vời; Việc hút và bắt hơi nước bằng bình ngưng thấp hơn nhiệt độ sản phẩm là điều kiện cần thiết để bảo trì. Khoảng cách một phân tử khí di chuyển giữa hai vụ va chạm liên tiếp được gọi là đường dẫn tự do trung bình, và nó tỷ lệ nghịch với áp lực. Dưới áp suất bình thường, giá trị của nó rất nhỏ và các phân tử nước thăng hoa có thể dễ dàng va chạm với khí và quay trở lại bề mặt của nguồn hơi nước, do đó tốc độ thăng hoa rất chậm. Khi áp suất giảm xuống dưới 13,3Pa, đường dẫn tự do trung bình tăng 105 lần, làm cho tốc độ thăng hoa nhanh hơn đáng kể và các phân tử nước bay hiếm khi thay đổi khía cạnh của chúng, do đó tạo thành một luồng hơi nước định hướng. Các chức năng bơm chân không trong máy sấy đóng băng để loại bỏ khí cố định để duy trì áp suất thấp cần thiết để thăng hoa. 1g hơi nước là 1,25L dưới áp suất bình thường và mở rộng lên 10, 000 l ở 13.3pa. Máy bơm chân không thông thường là không thể loại bỏ một khối lượng lớn như vậy trong thời gian đơn vị. Thiết bị ngưng tụ thực sự tạo thành một máy bơm chân không dành riêng cho bẫy hơi nước. Nhiệt độ của sản phẩm và ngưng tụ thường là -25 độ và -50. Áp lực hơi bão hòa của băng ở nhiệt độ này lần lượt là 63,3Pa và 1.1Pa, do đó có sự khác biệt áp suất đáng kể giữa bề mặt thăng hoa và bề mặt ngưng tụ, nếu áp suất một phần của khí không có thể điều trị được trong hệ thống có thể bị bỏ qua. Nhiệt thăng hoa của băng là khoảng 2822J/g. Nếu quá trình thăng hoa không cung cấp nhiệt, sản phẩm chỉ có thể làm giảm năng lượng bên trong để bù cho nhiệt thăng hoa và sự thăng hoa sẽ dừng lại cho đến khi nhiệt độ của nó được cân bằng với nhiệt độ ngưng tụ. Để duy trì chênh lệch nhiệt độ giữa sự thăng hoa và ngưng tụ, phải cung cấp nhiệt đủ cho sản phẩm.