做過凍干的都知道凍干上有5個關鍵溫度,分別是共晶點溫度,共熔點溫度,玻璃態轉變溫度Tg和Tg,,塌陷溫度。而溶液的共晶點是對晶體類物質來說基本的溫度,根據共晶點溫度就可以制定凍干曲線,共熔點的溫度可以不測定,在做出來的前提下,如果能測定其他的溫度共熔點溫度,玻璃態轉變溫度Tg和Tg,,塌陷溫度,可以對曲線進行優化,提高效率,節省成本。
預凍時產品必須冷凍到共晶點以下的溫度,而升華時產品又不能超過共熔點溫度,而共熔點溫度一般和共晶點溫度相差不大,一般2度左右,因此測定了共晶點溫度,就能依據這個一個初步的凍干曲線。
常用的共晶點測量方法是電阻法。原理是:溶液是導電的,屬于離子導電,隨著溶液的凍結,
離子逐步被固定,溶液的電阻會逐步增大,當全部液體凍結成固體時,會出現電阻的突然增大現象。因此通過在溶液凍結過程中,對電阻率的監測就能判斷溶液是否全部凍結。
共晶點測定儀用于產品共晶點的測量,它由一個溫度和電阻的聯合探頭以及溫度電阻顯示儀,再配套一臺記錄儀表組成的。溫度探頭一般使用Pt100鉑電阻,電阻探頭由兩個不銹鋼絲。共晶點測定儀可以單獨使用,也可以配套在凍干機上使用,凍干機上的溫度和電阻聯合探頭可以安裝在凍干箱內,在進行產品預凍時便可進行共晶點的測量。把溫度和電阻聯合探頭放入裝有樣品的瓶中,并把樣品瓶放在凍干箱的板層上或低溫冰箱之中,接通共晶點測定儀的電源使儀表工作。隨著樣品的降溫,記錄儀把樣品的溫度和電阻變化曲線繪制在記錄紙上。根據記錄紙上的曲線便可找出樣品的共晶點。
共晶點的高低與溶液的成份有關,同一種溶液與濃度有關,改變溶液的組份和濃度均能改變溶液的共晶點。由于共晶點高的產品容易凍干,因此可以通過改變產品的組份和濃度來提高產品的共晶點溫度。
共晶點溫度測定除了采用共晶點測試儀,還可以利用物質發生相變時會產生放熱或吸熱的原理進行共晶點測量的差示掃描熱量法(DSC),但這儀表較復雜,價格也很貴。
利用凍干顯微鏡確定共晶點,是在顯微鏡上安裝一個能控制降溫、加熱和真空的并能放置凍干樣品的特殊平臺,在降溫或加溫過程中直接觀察樣品訓凍結和熔化過程,從而能得知產品的共晶點;這種凍干顯微鏡還能觀察到塌陷現象,因此可確定塌陷溫度;還能觀察產品的升華過程。此外還有利用數學方程計算共晶點的方法。
準確掌握產品的共晶點溫度是非常必要的,經濟的方法就是采用共晶點測試儀,如果經費比較充裕,可以采用DSC或凍干顯微鏡。
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