凍干的三個過程包括:預凍,升華和解吸。每一個過程都很重要,其中升華過程終點判斷非常關鍵,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行選擇合適的方法。
1、觀察法,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的,升華是一個從表層逐步向里向下擴展的過程,在升華過程中,隨著時間的延長,隨著升華的不斷進行,干燥層和凍結層的界面不斷下移,一次升華干燥結束的時候,干燥層和凍結層的分界線到達瓶底并消失。當觀察到這個現象時,再保持一段時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,凍干機上也有觀察窗。對于這種也有可能有誤判,所以要保溫一段時間,因為處于邊緣的和處于中心的升華速率不太一樣,到達終點的時間有一定差異。
2、產品的溫度上升到和板層溫度接近,并趨于穩定。這個可以通過監測到板層和樣品的溫度曲線及數值進行判斷。這個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有一定的誤差,選擇的溫度傳感器的類型不一樣,可能也會有偏差。因此也要保溫一段時間,也是大概判斷。
3、對于含有中隔閥,箱阱分離的凍干機,當關閉中隔閥時,凍干箱內如果還有水蒸氣升華出來,壓力就會顯著上升,而如果凍干箱內升華結束,壓力就會變化很小,與凍干箱的滲漏基本一致,當觀察到壓力變化很小時就基本判斷凍干升華結束。這就是常說的壓力升測試,但是壓力升測試開始測試的時間,一次關閉中隔閥的時間,間隔測試的次數,壓力升的范圍都是需要經驗來維持的,這個因機器和樣品的不同要調節。對于箱阱一體式的這個不適用。
4、通過硅油進出口溫度的對比,當升華結束時,需要的熱量和放出的熱量基本上都趨于不變,因此硅油進出口的溫度也就趨于一致。這個適合于硅油循環加熱的凍干機。
5、觀察冷阱的溫度的變化,由于大量升華的時候,會造成冷阱的溫度上升,當水蒸氣升華結束的時候,冷阱就能維持較低的溫度,不在明顯的溫度變化,因此可以通過此進行判斷,但是有時候可能樣品少,會不明顯,這個適合滿載,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,隨著升華的不斷進行,蒸汽越來越少,當升華結束的時候,蒸汽很少或者沒有,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。這個適合配有雙真空傳感器的凍干機,由于電容真空傳感器價格相對來說高一些,可能有些凍干機沒有配置,就不適合了。
7、濕度分析(露點儀):這個是比較精確的,通過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,環境中蒸汽多,濕度大,露點溫度高,當升華結束時,露點溫度就降低,變得趨于溫度。但是露點儀價格比較高,適合高附加值產品和預算充足的單位。
8、在線取樣稱重法:這個是的凍干機上才有的,凍干機必須配備機械手,能在線取樣稱重判斷。而凍干機由于需要增加這些配件和零器件,所以凍干機比同等普通凍干機要大,價格也高了很多。但是這種方法也比較精確。
通過以上分析,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行選擇。當經驗豐富的時候,前幾種方法也是非常準的,但是更省時間,更精確的方法是壓力升,壓力對比法,在線稱重法和濕度儀分析法。借助儀器更直接,更便利。
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