使用凍干機(jī)進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)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(jì)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(diǎn)溫度（共熔點(diǎn)溫度）的測量方法
測量共晶點(diǎn)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(jì)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(diǎn)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(diǎn);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(diǎn),。
北京四環(huán)起航原位硅油凍干機(jī)可選配共晶點(diǎn)測試儀,，采用電阻測定法，測定樣品的共晶點(diǎn)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(diǎn)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(shí)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(jì)算熱效應(yīng)的吸放熱量(熱焓)與特征溫度(起始點(diǎn),、峰值,、終止點(diǎn)等),。
DSC測量方法是目前醫(yī)藥,、無機(jī)材料,、金屬材料、復(fù)合材料,、橡膠、纖維、涂料,、粘合劑,、生物有機(jī)體、食品等領(lǐng)域測量共晶點(diǎn)和共熔點(diǎn)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(jì)算等方法得到溶液的共晶(熔)點(diǎn),。
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(qiáng)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(jī)凍干樣品
3,、崩解溫度的測量方法
凍干工藝設(shè)計(jì)之前,，測量樣品的崩解溫度,，是工藝設(shè)計(jì)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(diǎn)(共熔點(diǎn))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(jì)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(jī)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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