凍干的三個(gè)過(guò)程包括:預凍,升華和解吸。每一個(gè)過(guò)程都很重要,其中升華過(guò)程終點(diǎn)判斷非常關(guān)鍵,判斷的方法也很多,每種方法都有利弊,可以結合設備的情況和凍干制品進(jìn)行選擇合適的方法。
1、觀(guān)察法,適合于西林瓶裝液體的判斷。由于西林瓶裝液體是可以看到水線(xiàn)的,升華是一個(gè)從表層逐步向里向下擴展的過(guò)程,在升華過(guò)程中,隨著(zhù)時(shí)間的延長(cháng),隨著(zhù)升華的不斷進(jìn)行,干燥層和凍結層的界面不斷下移,一次升華干燥結束的時(shí)候,干燥層和凍結層的分界線(xiàn)到達瓶底并消失。當觀(guān)察到這個(gè)現象時(shí),再保持一段時(shí)間就可以轉入解析階段。這種只是適合西林瓶,而且瓶子要透明的,凍干機上也有觀(guān)察窗。對于這種也有可能有誤判,所以要保溫一段時(shí)間,因為處于邊緣的和處于中心的升華速率不太一樣,到達終點(diǎn)的時(shí)間有一定差異。
2、產(chǎn)品的溫度上升到和板層溫度接近,并趨于穩定。這個(gè)可以通過(guò)監測到板層和樣品的溫度曲線(xiàn)及數值進(jìn)行判斷。這個(gè)適合于帶溫度傳感器的樣品,必須要監測樣品的溫度,而樣品溫度的監測儀表可能會(huì )有一定的誤差,選擇的溫度傳感器的類(lèi)型不一樣,可能也會(huì )有偏差。因此也要保溫一段時(shí)間,也是大概判斷。
3、對于含有中隔閥,箱阱分離的凍干機,當關(guān)閉中隔閥時(shí),凍干箱內如果還有水蒸氣升華出來(lái),壓力就會(huì )顯著(zhù)上升,而如果凍干箱內升華結束,壓力就會(huì )變化很小,與凍干箱的滲漏基本一致,當觀(guān)察到壓力變化很小時(shí)就基本判斷凍干升華結束。這就是常說(shuō)的壓力升測試,但是壓力升測試開(kāi)始測試的時(shí)間,一次關(guān)閉中隔閥的時(shí)間,間隔測試的次數,壓力升的范圍都是需要經(jīng)驗來(lái)維持的,這個(gè)因機器和樣品的不同要調節。對于箱阱一體式的這個(gè)不適用。
4、通過(guò)硅油進(jìn)出口溫度的對比,當升華結束時(shí),需要的熱量和放出的熱量基本上都趨于不變,因此硅油進(jìn)出口的溫度也就趨于一致。這個(gè)適合于硅油循環(huán)加熱的凍干機。
5、觀(guān)察冷阱的溫度的變化,由于大量升華的時(shí)候,會(huì )造成冷阱的溫度上升,當水蒸氣升華結束的時(shí)候,冷阱就能維持較低的溫度,不在明顯的溫度變化,因此可以通過(guò)此進(jìn)行判斷,但是有時(shí)候可能樣品少,會(huì )不明顯,這個(gè)適合滿(mǎn)載,大量樣品的凍干。
6、壓力對比法,適合安裝有皮拉尼與電容真空傳感器的凍干機。由于皮拉尼真空傳感器和電容真空傳感器的測量原理不同,前期皮拉尼傳感器高于電容真空傳感器,隨著(zhù)升華的不斷進(jìn)行,蒸汽越來(lái)越少,當升華結束的時(shí)候,蒸汽很少或者沒(méi)有,那皮拉尼真空傳感器就不再受熱蒸汽的影響,測量的數值和電容真空傳感器趨于一致,而且趨于溫度。這個(gè)適合配有雙真空傳感器的凍干機,由于電容真空傳感器價(jià)格相對來(lái)說(shuō)高一些,可能有些凍干機沒(méi)有配置,就不適合了。
7、濕度分析(露點(diǎn)儀):這個(gè)是比較精確的,通過(guò)分析凍干箱內的濕度的變化,能明確的看到升華的水蒸氣的變化。因為升華時(shí),環(huán)境中蒸汽多,濕度大,露點(diǎn)溫度高,當升華結束時(shí),露點(diǎn)溫度就降低,變得趨于溫度。但是露點(diǎn)儀價(jià)格比較高,適合高附加值產(chǎn)品和預算充足的單位。
8、在線(xiàn)取樣稱(chēng)重法:這個(gè)是的凍干機上才有的,凍干機必須配備機械手,能在線(xiàn)取樣稱(chēng)重判斷。而凍干機由于需要增加這些配件和零器件,所以?xún)龈蓹C比同等普通凍干機要大,價(jià)格也高了很多。但是這種方法也比較精確。
通過(guò)以上分析,判斷升華結束的方法很多,對于不同配置的凍干機需結合制品進(jìn)行選擇。當經(jīng)驗豐富的時(shí)候,前幾種方法也是非常準的,但是更省時(shí)間,更精確的方法是壓力升,壓力對比法,在線(xiàn)稱(chēng)重法和濕度儀分析法。借助儀器更直接,更便利。
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