通常介紹凍幹理論的書(shu) 籍都會(hui) 提到,降溫速率越大,溶液的過冷度和過飽和度愈大,臨(lin) 界結晶的粒度則愈小,成核速度越快,容易形成顆粒較多尺寸較小的細晶。因而冰晶升華後,物料內(nei) 形成的孔隙尺寸較小,幹燥速率低,但幹後複水性好;相反,慢速凍結容易形成大顆粒的冰晶,冰晶升華後形成的水氣逸出通道尺寸較大,有利於(yu) 提高幹燥速率,但幹後複水性差。
這樣說當然沒有錯,可是不要忘記,這種理論是在受熱均勻的前提下得出來的,然而我們(men) 廠裏的醫藥凍幹機所提供的凍幹條件卻沒有這麽(me) 理想,所謂快凍慢凍,可不是導熱油降溫快慢一句話可以了得的。相對而言,我還是比較讚成某論壇戰友的提法。他把快凍慢凍分為(wei) 以下幾類:1、板溫降得較快,且板溫比品溫低很多,則製品底部先凍結產(chan) 生結晶,但上部液體(ti) 仍較熱,所以不至於(yu) 瞬間全部結晶,結晶會(hui) 緩慢生長,就得到了慢凍的效果。2、板溫降得較慢,板溫與(yu) 品溫相差不大,則製品整體(ti) 均勻降溫,並形成過冷,當能量積累足夠時,瞬間全部結晶,得到了快凍的效果。3、板溫降得很慢,並在低於(yu) 共熔點的適宜溫度保持(或緩慢降溫),則製品形成較小的過冷度,液體(ti) 中先出現少量結晶,這些結晶現象在進一步降溫的條件下繼續緩慢進行,如此便得到較大的晶體(ti) ,這即是真正的慢凍。4、製品浸入超低溫環境(如液氮),整體(ti) 瞬間結晶,形成極細小的晶體(ti) (或處於(yu) 無定形態),這即是真正的快凍。對於(yu) 這位戰友提到的這幾種現象,我大多曾在試驗過程中觀察過,因此,我還是比較讚成這種劃分方法的。
何況,企業(ye) 大多數情況下還是采用瓶凍的凍幹方法的,瓶凍的受熱不均勻現象就更明顯了。根據對瓶裝製品擱板預凍過程的研究,樣品初溫越高,料液上下部分的溫度梯度越大,冰晶生長速度越慢。若降溫速率較慢,則溶液形成的冰晶比較粗大,冰界麵由下向上推進的速度較慢,溶液中溶質遷移時間充足,溶液表麵凍結層溶質的積聚也就相對密集。因而導致上表層的溶質往往較多,密度較高,而下底層密度較小,結構疏鬆。這種分層現象,在骨架差的製品上體(ti) 現得最為(wei) 明顯,或者底部萎縮,或者中間斷層,或者頂部突起,或者頂部脫落一層硬殼,不一而足。
為(wei) 了瓶凍分層的現象,在實踐中,有人提倡使用三步法,即將樣品從(cong) 室溫先冷卻至樣品的初始凍結溫度;然後停止降溫過程,使樣品內(nei) 溫度自動平衡,消除其中的溫度梯度;最後再迅速降溫。由於(yu) 此時樣品上下部分的溫度離結晶溫度都較近,故樣品在凍結過程中溫度梯度會(hui) 相對較小,冰晶生長速度因此而加快。這樣,便提高了預凍速率,解決(jue) 了溶質聚集在上層的問題。不過,並不是所有的品種使用了三步法後都能取得明顯效果的。
如果想從(cong) 事以上方麵研究選型凍幹機是非常重要的,一般的實驗型、電加熱係列是無法真正意義(yi) 實現的,最基本的也要選擇矽油係列的冷凍幹燥機,米兰竞彩足球推荐阵容公司的矽油F係列,並且具備凍幹過程斜率控製功能,真正意義(yi) 實現升降溫速率可控。