Умови та швидкість сублімації ліофілайзера
Коли насичений тиск пари льоду при певній температурі більший, ніж частковий тиск водяної пари в навколишньому середовищі, він може почати піднесений; Відсмоктування та захоплення водяної пари конденсатором, нижчим за температуру продукту, є необхідною умовою для обслуговування. Відстань, яку проходить молекула газу між двома послідовними зіткненнями, називається середнім вільним шляхом, і вона обернено пропорційна тиску. Під нормальним тиском його значення дуже мало, а субліміновані молекули води можуть легко зіткнутися з газом і повертатися на поверхню джерела пари, тому швидкість сублімації дуже повільна. У міру зменшення тиску нижче 13,3PA, середній вільний шлях збільшується на 105 разів, що робить швидкість сублімації значно швидше, а молекули літаючої води рідко змінюють свій аспект, утворюючи таким чином спрямований потік пари. Вакуумний насос функціонує в сушарці з заморожуванням для видалення постійного газу для підтримки низького тиску, необхідного для сублімації. 1G водяної пари становить 1,25 л при нормальному тиску і розширюється до 10, 000 L при 13.3PA. Звичайні вакуумні насоси неможливо видалити такий великий об'єм за одиницю часу. Конденсатор фактично утворює вакуумний насос, присвячений захопленню водяної пари. Температура продукту та конденсації зазвичай -25 ступінь і -50 ступінь. Насичений тиск пари льоду при цій температурі становить 63,3PA та 1,1PA відповідно, тому існує значна різниця тиску між поверхнею сублімації та поверхнею конденсації, якщо в цей час частковий тиск, що не може бути проігнорованою, він сприятиме, що сприятиме водяному випаруванню, піднесеному від продукту, що досягає, до поверхні конденсатора. Сублімаційна спека льоду становить приблизно 2822J\/г. Якщо процес сублімації не подає тепло, продукт може лише зменшити внутрішню енергію, щоб компенсувати сублімаційне тепло, а сублімація не зупиниться, поки його температура не збалансована з температурою конденсатора. Для того, щоб підтримувати різницю температур між сублімацією та конденсацією, продукту необхідно забезпечити достатню кількість тепла.
