Lyofilisaatori sublimatsiooni tingimused ja kiirus

Kui jääküllase aururõhk teatud temperatuuril on suurem kui keskkonnas veeauru osaline rõhk, võib see hakata alama; Veeauru imemine ja hõivamine kondensaatori poolt, mis on madalam kui toote temperatuur, on vajalik hooldus. Gaasimolekuli vahemaa kahe järjestikuse kokkupõrke vahel nimetatakse keskmiseks vabaks teeks ja see on pöördvõrdeline rõhuga. Normaalse rõhu all on selle väärtus väga väike ja sublimeeritud veemolekulid võivad hõlpsalt gaasiga põrkuda ja auruallika pinnale naasta, nii et sublimatsiooni kiirus on väga aeglane. Kuna rõhk väheneb alla 13,3Pa, suureneb keskmine vaba tee 105 korda, mis muudab sublimatsiooni kiiruse märkimisväärselt kiiremini ja lendavad veemolekulid muudavad oma aspekti harva, moodustades sellega suunava auruvoolu. Vaakumpumba funktsioneerib külmutuskuivati, et eemaldada püsiv gaas, et säilitada sublimatsiooniks vajalik madalrõhk. 1G veeaur on normaalse rõhu all 1,25L ja laieneb 10 -ni, 000 L juures 13.3Pa. Tavalistel vaakumpumpadel on nii suur maht ühiku aja jooksul võimatu. Kondensaator moodustab tegelikult vaakumpumba, mis on pühendatud veeauru püüdmiseks. Toote ja kondenseerumise temperatuur on tavaliselt -25 kraad ja -50 kraad. Jää küllastunud aururõhk sellel temperatuuril on vastavalt 63,3Pa ja 1,1Pa, seega on sublimatsioonipinna ja kondenseerumispinna vahel märkimisväärne rõhu erinevus, kui süsteemis mittekondenseeruva gaasi osalist rõhku saab sel ajal ignoreerida, sõltumata sellest, kas see on vool, mis ulatub vool, et jõuda pinnale. Jää sublimatsioonisoojus on umbes 2822J/g. Kui sublimatsiooniprotsess ei anna soojust, saab toode vähendada sisemist energiat ainult sublimatsiooni soojuse kompenseerimiseks ja sublimatsioon peatub, kuni selle temperatuur on tasakaalus kondensaatori temperatuuriga. Sublimatsiooni ja kondenseerumise temperatuuri erinevuse säilitamiseks tuleb tootele pakkuda piisavalt soojust.