冷冻干燥机干室内的温度特性
在探索冷冻干燥机干室内的温度特性之前,我们需要先深入理解冷冻干燥的基本原理。冷冻干燥,是一种魔术般的过程,它通过降低温度和压力,使物料中的水分从固态直接升华成气态,像变魔术一样。在这个过程中,物料被安置在干室内,经历着一系列温度和压力的洗礼。而这个干室内的温度特性,就像一位导演,决定着冷冻干燥的效果。
温度,这个看似微不足道的数据,实则对冷冻干燥的效果起着至关重要的作用。通常,干室内的温度需要被精准地控制在一定范围内,就像在熬一锅汤,火候不到,汤汁就不够鲜美,火候过了,汤汁就会烧焦。同时,温度的控制也需要充分考虑到物料的特性以及冷冻干燥机的性能,就像厨师需要考虑食材的口感和烹饪工具的效率。
首先,让我们看看真空度对温度特性的影响。当隔板表面温度设定为-60°C时,随着真空罩内真空度的变化,瓶内测点的温度也随之变化。当真空度从0.1Pa升到100Pa时,瓶内温度如同随风摇摆的树叶,缓缓降低。而随着冻干室内压力的进一步升高至l00Pa,瓶内温度的降低幅度却如同轻抚羽毛,微乎其微。
接着,让我们探究隔板温度对冻干盘内温度控制的影响。干燥舱内压力升高会使冻干盘内隔板温差减少,使得温度控制变得更加容易。然而,物料的玻璃化转变温度对应的饱和蒸汽压较低,因此干燥室压力也不能太高。当板面温度升高,冷阱温度保持不变时,物料盘的物料干燥速率也随之升高,就像孩子在加速跑动。随着板面温度的升高,干燥速率越来越快,温差越来越小。
最后,我们来看看惰性保护气体对于物料盘内温度控制的影响。在冻干过程中,氮气作为保护气不仅防止药品中的有效成分遇到空气氧化变质,还可以调节冷冻干燥过程中冻干室的真空度。从加热过程中温度控制的角度来看,使用氮气作为保护气会使瓶内温度升高的幅度增大,不利于温度控制。然而,对于冻干过程的干燥阶段,氮气能够更好地保证干燥效果。
总的来说,真空度对冻干室内温度特性有着显著的影响。样品盘和隔板之间的温度差随着冻干室压力的增加而减小。而随着板面温度的升高,板面温度与瓶内物料温度差越来越小,这无疑有利于冻干室内冻干物料温度的控制。此外,选用氮气作为保护气时,在相同板面温度的情况下,其物料盘内物料的温度会比不使用保护气时高,这不利于温度控制。但氮气的优点在于,它能有效地保护冻干物料中的易氧化成分。