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冷凍干燥機干室內的溫度特性

在探索冷凍干燥機干室內的溫度特性之前,我們需要先深入理解冷凍干燥的基本原理。冷凍干燥,是一種魔術般的過程,它通過降低溫度和壓力,使物料中的水分從固態直接升華成氣態,像變魔術一樣。在這個過程中,物料被安置在干室內,經歷著一系列溫度和壓力的洗禮。而這個干室內的溫度特性,就像一位導演,決定著冷凍干燥的效果。

溫度,這個看似微不足道的數據,實則對冷凍干燥的效果起著至關重要的作用。通常,干室內的溫度需要被精準地控制在一定范圍內,就像在熬一鍋湯,火候不到,湯汁就不夠鮮美,火候過了,湯汁就會燒焦。同時,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的性能,就像廚師需要考慮食材的口感和烹飪工具的效率。

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首先,讓我們看看真空度對溫度特性的影響。當隔板表面溫度設定為-60°C時,隨著真空罩內真空度的變化,瓶內測點的溫度也隨之變化。當真空度從0.1Pa升到100Pa時,瓶內溫度如同隨風搖擺的樹葉,緩緩降低。而隨著凍干室內壓力的進一步升高至l00Pa,瓶內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凍干盤內溫度控制的影響。干燥艙內壓力升高會使凍干盤內隔板溫差減少,使得溫度控制變得更加容易。然而,物料的玻璃化轉變溫度對應的飽和蒸汽壓較低,因此干燥室壓力也不能太高。當板面溫度升高,冷阱溫度保持不變時,物料盤的物料干燥速率也隨之升高,就像孩子在加速跑動。隨著板面溫度的升高,干燥速率越來越快,溫差越來越小。

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最后,我們來看看惰性保護氣體對于物料盤內溫度控制的影響。在凍干過程中,氮氣作為保護氣不僅防止藥品中的有效成分遇到空氣氧化變質,還可以調節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看,使用氮氣作為保護氣會使瓶內溫度升高的幅度增大,不利于溫度控制。然而,對于凍干過程的干燥階段,氮氣能夠更好地保證干燥效果。

總的來說,真空度對凍干室內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,板面溫度與瓶內物料溫度差越來越小,這無疑有利于凍干室內凍干物料溫度的控制。此外,選用氮氣作為保護氣時,在相同板面溫度的情況下,其物料盤內物料的溫度會比不使用保護氣時高,這不利于溫度控制。但氮氣的優點在于,它能有效地保護凍干物料中的易氧化成分。

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