冷冻干燥机过程中物料的塌陷是怎么引起的

冻干机的冷冻干燥（以下简称冻干）过程是一个稳定化的物质干燥过程是将含水的物质先冻结成固态而后使其中的水分从固态直接升华变成气态排除以除去水分而保存物质的方法

　　溶液状态的产品经冷冻处理后先后经过升华和解吸作用使产品中的溶剂减少到一定程度从而阻止微生物的生成或溶质与溶剂间的化学反应使产品得以长时间保存并保持原有的性质

　　真空冷冻干燥法是液态→固态→气态的过程在冻干过程中溶质颗粒之间的液态桥已被冻成固态桥两颗粒间的相对位置已经被固定下来并且两颗粒之间不存在气液界面的表面张力随着溶剂的不断升华固桥不断减少但两颗粒之间的相对位置已不再发生变化直至固态桥完全消失

　　冷冻干燥目前广泛用于生物制品的保存但存在升华干燥速率低整个冻干过程时间长能耗大等不足因此优化和改进冻干过程是当前面临的重要问题口干燥过程中应尽量提高样品温度因为样品温度每升高1℃升华干燥时间将会缩短大多数生物制品降温时发生玻璃化转变干燥过程中样品温度过高会引起塌陷进而导致干燥层的多孔结构丧失残余水分增多复水时间延长更严重的将导致生物制品活性丧失因此塌陷温度在冻干过程中是一个非常重要的参数塌陷与许多因素有关既有材料本身物性参数的影响又有加工参数的影响然而目前绝大多数都是关于玻璃化转变温度ｒ关于塌陷温度ｒ的数据很少尤其是冻干参数的改变对塌陷温度的影响玻璃化转变温度与塌陷温度的测试环境不同前者通常是在封闭环境下测得的而后者是在真正的冷冻干燥过程中测得的更能真实地反映产品特性

　　欣谕冻干机的塌陷温度

　　冻干时物料中的冰晶消失原先为冰晶所占据的空间成为空穴因此冻干层呈多孔蜂窝状海绵体结构此结构与温度有关当蜂窝状结构体的固体基质温度较高时其刚性降低当温度达到某一临界值时固体基质的刚性不足以维持蜂窝状结构空穴的固形物基质壁将发生塌陷原先蒸汽扩散的通道被封闭此临界温度称为冻干物料的崩溃温度或塌陷温度