L'intero processo di liofilizzazione è in realtà un processo in cui il trasferimento di calore e massa (vapore acqueo) viene eseguita contemporaneamente. La velocità di trasferimento di calore e di massa influisce sulla velocità di asciugatura, influenzando così l'intero ciclo di liofilizzazione. Tutti i fattori che influenzano il trasferimento di calore e massa influenzeranno la frequenza di asciugatura. In sintesi, i principali fattori che colpiscono il trasferimento di calore e di massa sono:
1. La forma e la composizione del materiale
Secondo la forma di materiali liofilizzati, di solito è diviso in solido e liquido. La forma del solido e la concentrazione del liquido hanno una maggiore influenza sul tasso di liofilizzazione.
2, tasso di pre-congelamento
La dimensione dei cristalli formati durante il congelamento influisce notevolmente sul tasso di essiccazione e la velocità di dissoluzione del prodotto dopo l'essiccazione. Il processo di congelamento rapido e congelamento lento ha le seguenti differenze: I cristalli di ghiaccio prodotti dal congelamento rapido sono più piccoli e i cristalli di ghiaccio prodotti dal lento congelamento sono più grandi. I grandi cristalli di ghiaccio sono favorevoli alla sublimazione, mentre i piccoli cristalli di ghiaccio non sono favorevoli alla sublimazione. Il congelamento rapido porta a un basso tasso di sublimazione e un rapido tasso di desorbimento; Il congelamento lento porta a una velocità di sublimazione rapida e un tasso di risoluzione lenta.
3, quantità
Quando il materiale viene liofilizzato, esiste un certo rapporto tra superficie e spessore del materiale dopo essere stato diviso in contenitori, ovvero la liofilizzazione è correlata al volume del materiale. La piccola superficie e lo spessore sono favorevoli alla sublimazione dell'acqua, facili da congelare e qualità ideale. Durante l'asciugatura, il carico di peso a umido secco per unità di area del vassoio è un fattore importante per determinare il tempo di asciugatura. Generalmente, più sottile è lo spessore dell'accumulo di materiale, più veloce la velocità di trasferimento di calore e di massa e più corto è il tempo di asciugatura. Tuttavia, se lo spessore del materiale è sottile, ogni lotto di materiale essiccato per unità di asciugatura del congelamento è inferiore, il che non è buono per migliorare l'area di liofilizzazione dell'unità e la produzione per unità di tempo.
4. Pressione nella camera di asciugatura
La pressione nella camera di essiccazione influisce sulla velocità di trasferimento di calore e massa. In termini di trasferimento di massa, minore è la pressione, meglio e per il trasferimento di calore, maggiore è la pressione, meglio è. La velocità di trasferimento di massa è determinata principalmente dalla temperatura e dalla pressione dell'interfaccia di sublimazione e dalla superficie dello strato di essiccazione. Per aumentare la velocità di fuga del vapore acqueo nello strato di essiccazione, si è aumentare la temperatura dell'interfaccia di sublimazione per aumentare la pressione del vapore acqueo dell'interfaccia; È aumentare il grado di vuoto della camera di essiccazione e ridurre la pressione del vapore sulla superficie dello strato di essiccazione.
5. Metodo di trasferimento di calore Metodo di trasferimento di calore
Secondo la classificazione tradizionale può essere divisa in: conduzione, convezione, radiazioni termiche e riscaldamento medio (riscaldamento a microonde). Poiché il processo di asciugatura di sublimazione prevede il trasferimento di calore e qualità (vapore acqueo), il metodo di trasferimento di calore utilizzato per trasferire il calore al materiale ha un impatto più efficace sulla velocità di asciugatura.