使用凍干機進(jìn)行工藝設(shè)計或工藝優(yōu)化時,，首先要做的是測量樣品的幾個關(guān)鍵溫度，我們才能根據(jù)這些溫度設(shè)計凍干曲線,。
那幾個關(guān)鍵溫度要用何種方法測量呢?今天我們就來探討一下,。
1、共晶點溫度（共熔點溫度）的測量方法
測量共晶點溫度可采用電阻測定法,、電容測定法,、差示掃描量熱儀法、低溫顯微鏡直接觀察法,、數(shù)字公式計算法,，幾種方法各有優(yōu)劣。
(1)電導(dǎo)或電阻測定法
電導(dǎo)(阻)法測共晶點操作簡單,、方便易行,，目前應(yīng)用最多，但對非電解質(zhì)溶液則無法準(zhǔn)確測定,。
樣品預(yù)凍過程中,，從外表觀察來確定樣品是否凍結(jié)是不可能的。通過測量凍結(jié)過程中產(chǎn)品結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時的導(dǎo)電性能變化,，可判斷凍結(jié)是否完成,。
原理：根據(jù)S.A.Arrhenius(阿侖尼烏斯)電離學(xué)說原理,，當(dāng)水中含有雜質(zhì)時，部分雜質(zhì)就分解成電離子,，這時水是導(dǎo)電的,，溫度下降溶液電阻會逐漸增大，當(dāng)溶液全部凝固成固體時,，溶液中的離子會失去自由活動能力,，電阻突然增大，此時 溫度即為共晶點;反之,，凍結(jié)的制品在升溫過程中,，電阻突然減少時的溫度即為共熔點。
北京四環(huán)起航原位硅油凍干機可選配共晶點測試儀,，采用電阻測定法,，測定樣品的共晶點溫度。
(2)電容測定法
原理：在樣品冷凍與加熱過程中,，隨水分的結(jié)晶與熔化,，電容量將發(fā)生顯著改變，利用這一性質(zhì),，可用于測定共晶點并探測產(chǎn)品是否凍結(jié),，也可設(shè)定一個合適的電容值直接控制加熱升華。
水和冰的介電常數(shù)不同,，水的介電常數(shù)為78.3(水溫25℃),，冰的介電常數(shù)為3~4.而物理吸附和化學(xué)結(jié)合的水分隨著結(jié)合程度的不同，介電常數(shù)在10~80之間,。采用絕緣體分開的兩片金屬電極組成一電容器,，將樣品溶液作為電介質(zhì)置于電極之間,，則在凍干各相變化過程中,，電容器的電容量將發(fā)生不同程度變化。在升華過程中,，由于冰晶逐漸減少,，電容量隨之降低，故電容量隨時間的變化的斜率反應(yīng)了質(zhì)量轉(zhuǎn)移的速率,，所以實際上電容變化曲線就是冰晶的干燥曲線,。另外，電介質(zhì)的性能在真空與空氣間差別很小,，介電常數(shù)的測定可認(rèn)為與壓力無關(guān),，因此電容法可直接在凍干過程中應(yīng)用。
電容測定法較電阻測定法可應(yīng)用范圍更廣泛,，可用于電解質(zhì)和非電解質(zhì)溶液,，也可用于粒狀或不均勻的塊狀物,。
(3) 熱分析法
差示掃描量熱法(DSC)是在溫度程序(升溫或降溫)控制下，測量輸送給樣品和參比物質(zhì)的能量差值隨溫度變化的方法,。DSC可以精確快速地計算熱效應(yīng)的吸放熱量(熱焓)與特征溫度(起始點,、峰值、終止點等),。
DSC測量方法是目前醫(yī)藥,、無機材料、金屬材料,、復(fù)合材料,、橡膠、纖維,、涂料,、粘合劑、生物有機體,、食品等領(lǐng)域測量共晶點和共熔點的常用方法,。
除以上3個常用方法外，也可采用低溫顯微鏡直接觀察或數(shù)字公式計算等方法得到溶液的共晶(熔)點,。
2,、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的測量方法
測量樣品的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度常用的方法是DSC法。由于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度是物質(zhì)由流動性較強的液體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎扯葮O大,、流動性差的玻璃化狀態(tài)時的溫度,。因此，使用DSC法記錄樣品與參比物質(zhì)的能量差值,，DSC圖譜上的比熱變化即為樣品的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,。
樣品未發(fā)生熱效應(yīng)的情況下，參比端與樣品端的信號差接近于0.在DSC圖譜上,，體現(xiàn)為一段近乎水平的線,，即“基線"。一旦樣品發(fā)生熱效應(yīng),，樣品端與參比端即會產(chǎn)生溫差/熱流信號差,。根據(jù)DIN標(biāo)準(zhǔn)與熱力學(xué)規(guī)定，正值為樣品的吸熱峰,，較為典型的吸熱效應(yīng)有熔融,、分解、解吸附等;負(fù)值為放熱峰,，較為典型的放熱效應(yīng)有結(jié)晶,、氧化、固化等;比熱變化則體現(xiàn)為基線高度的變化,，即曲線上的臺階狀拐折,，玻璃化轉(zhuǎn)變就是一種較為典型的比熱變化,。
此外，還可用差熱分析法(DTA)法,、低溫顯微鏡直接觀察法進(jìn)行測量,。
△ 北京四環(huán)起航凍干機凍干樣品
3、崩解溫度的測量方法
凍干工藝設(shè)計之前,，測量樣品的崩解溫度,，是工藝設(shè)計和優(yōu)化的重要步驟。目前主流的崩解溫度測量方法主要是低溫顯微鏡直接觀察法,。
低溫顯微鏡直接觀察法即用低溫顯微鏡觀測制品的結(jié)晶過程,，根據(jù)所拍攝的圖像或視頻得出共晶點(共熔點)溫度、塌陷溫度,、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,。
樣品凍干前首先測量樣品的各關(guān)鍵溫度才能設(shè)計出更為高效合理的凍干曲線，當(dāng)然,，擁有一臺性能優(yōu)良的凍干機對于樣品整個凍干過程的控制也會更加游刃有余,。
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