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凍干過程中共晶點和共熔點的區(qū)別

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共晶點和共熔點是一回事。欣諭凍干經過長期的凍干實驗和案列經驗給出一些見解:共晶點和共熔點在同一情況下是一個意思,只不過共晶點是從液態(tài)向晶體形態(tài)轉化的角度定義的,共熔點則是從晶體形態(tài)向熔化/溶解的角度定義的。
但在實際凍干生產過程中,預凍階段通常會說共晶點,欣諭凍干設備可選共晶點測試裝置,一次干燥階段則會說共熔點,而這兩者的實際數(shù)值并不相同。原因在于,預凍時不會抽真空,而一次干燥卻是在低壓狀態(tài)下進行,兩個階段的氣壓不同,所以兩個階段下的共晶點/共熔點自然也就不一樣了。

在預凍之前,制品的共晶點或Z低共熔點是主先必須要知道的一個重要的溫度參數(shù)。

制品 在降溫過程中,溶液開始析出晶體的溫度為冰點; 繼續(xù)降溫, 當降到一定溫度時,溶質和溶媒共同全部結晶,這個溫度為共晶點( 凝固點) ; 溶液在冰點和共晶點這段溫度范圍內凝 固。因為凝固點就是融化的開始點,所以共晶點又叫做Z低 共熔點。

而實際上,Z低共熔點通常要比共晶點稍高,這是 因為共晶點是在預凍階段測定的,預凍通常在常壓狀態(tài)下; 而Z低共熔點是針對一次干燥階段而言的,這個階段處于壓 力較小的真空狀態(tài),對于水來說,壓力降低熔點是上升的,所以說Z低共熔點通常要比共晶點高。

因此,升華階段制品溫 度可以接近甚至超過共晶點溫度,不高于Z低共熔點即可,這在一定程度上可以適當縮短一次干燥的時間。

  順便用1個標準大氣壓下的氯化鈣溶液為例解釋下共晶點。

共晶點共熔點.jpg

純水會在0°C時結冰,但氯化鈣溶液中的水分冰點會降低,并且濃度越大,冰點越低,所以濃度和凝固點可以畫出一條曲線,稱為析冰曲線。只要濃度和溫度小于析冰曲線的值,多出來的水分就一定會結冰析出。
另一方面,定量的水能夠溶解的氯化鈣是有限的。當溶液達到Z大濃度的時候,便不可能再溶解氯化鈣。而水溶解氯化鈣的能力也會隨溫度而下降。0°C時的Z大濃度氯化鈣溶液,到了-10°C的時候,必然會有多余的氯化鈣晶體析出。所以Z大濃度和溫度也可以畫出一條曲線,稱為析鹽曲線。
可想而知,析冰曲線和析鹽曲線必定會在某個溫度點上相交。在這個溫度點上,只能存在水和氯化鈣的晶體形態(tài),不可能存在液體的水,更不會有氯化鈣溶液。所以這個點就稱為共晶點。

一般來說,凍干產品的溶液是由主要功能組分(如藥用成分)、多種添加組分(如抗氧化劑、填充劑等)和蒸餾水混合而成的膠體懸浮液。它與一般溶液不完全相同,具有一系列的低共熔點溫度。對于凍干加工來說,需要確定一個較高的安全操作溫度,使得在該溫度以上時,產品中存在未凍結的液體,而低于該溫度時,產品將全部凍結,這個溫度就是凍干產品的共熔點溫度。以上數(shù)據采集可以用欣諭凍干設備完成。

共熔點溫度:它是溶液完全凍結固化的Z高溫度。對于溶液來說,凍結固化點就是熔化開始點,所以也稱為 共溶點溫度。

共晶點溫度:是將所有需要凍干的物料達到全部凍結時的溫度統(tǒng)稱為共晶(熔)點溫度。

 


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