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2017/11/02

冷凍乾燥機原理

  1.甚麼是冷凍乾燥

  當水在高真空環境下,低於三相點(約0℃、4.58Torr)時,水在任何溫度只能以固體和氣體的狀態存在,因此我們利用這種特性,先將樣品冷凍,在高真空下將樣品升溫,此時樣品中的水分會直接昇華成氣體,並被凍結在冷凝器上,而達到乾燥的目的。

  2.為甚麼要使用冷凍乾燥

  當要乾燥一個物品,惟一能夠不加熱而達到乾燥目的,就只有冷凍乾燥。而冷凍乾燥是所有乾燥法中最貴也是最好的,因為樣品是在冷凍的狀態乾燥,所以不僅能保有其營養成分,有能保持其外型,之後如需要將乾燥的粉體回溶,也比加熱乾燥的方式更快。故現在除了藥品外,也有越來越多食品開始應用此一方法乾燥,達到保存的目的。

  3.冷凝器溫度要選擇-50℃或-80℃

  欲乾燥的樣品只有水時,選擇-50℃就冷凍乾燥機可以了;但當樣品內有含溶劑、酸鹼或鹽類時,強烈建議選擇-80℃的機型,因為在抽真空時,可以減緩進入幫浦的機會,減少真空幫浦損壞的機會。

  現在的壓縮機因為禁用含氟冷媒的關係,單段壓縮機正常的最低溫約是-46.5度,尤其是當樣品水氣大量抽出時,冷凝器溫度不夠低常會造成惡性循環冷凝器溫度升高後真空度也變差,樣品開始融冰,-80℃的機型較不易造成此問題。

  4.選擇棚板或歧管的

  歧管式的樣品是先放在玻璃瓶內,再放入-80冰箱內冷凍,之後再接在歧管上開始凍乾,但因為從冰箱拿出到抽真空這一段時間樣品表面會融冰,且樣品溫度與是溫相差太大,樣品會有突沸或熱縮的情形;棚板式樣品可在腔體內冷凍,且乾燥過程中真空度及溫度都採可程式控制,通常可在體積不變的情形下完成“海綿狀”的乾燥,且乾燥程度也較好,但通常價格約是歧管的三倍或更高。




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