Вода является важным веществом, составляющим жизнь, и вода существует в различных формах в биологических системах. Одна называется свободной водой в виде раствора или суспензии, которая при замерзании может замерзнуть; другой связан водородными связями с некоторыми полярными группами, включая сетчатую структуру, образованную полярными группами. Среди них эта часть воды не замерзает даже при экстремально низких температурах, которая называется связанной водой; кроме того, существуют и другие формы воды в биологических системах, которые до сих пор неясны.
Процесс замерзания воды происходит следующим образом: когда температура воды падает до точки замерзания 0 градусов, при недостатке кристаллических зародышей вода не замерзает, температура продолжает падать, а вода остается в жидком состоянии, что называется переохлаждением воды; Когда в воде есть посторонние вещества, посторонние вещества становятся ядрами замерзания воды, поэтому молекулы воды берут ядра в качестве ядра и объединяются в твердую решетчатую структуру в определенном порядке.
После начала замораживания температура быстро повысится от температуры переохлаждения до {{0}} градусов (вызванная экзотермой при замораживании) и останется неизменной на уровне 0 градусов в процессе замораживания. , и температура сохранится только после того, как вся вода замерзнет. отклонить. На количество и размер кристаллов льда влияют два фактора; а именно скорость зарождения и скорость роста кристаллов. Скорость роста зародышей увеличивается около степени 0, а скорость зародышеобразования очень низкая, поэтому выдерживание в течение периода времени при степени 0 приводит к образованию небольшого количества кристаллов большого размера; более 0 градусов кристаллы с большим количеством и малым размером будут получены при замораживании при более низкой температуре.
Точка замерзания и точка кипения раствора отличаются от температуры растворителя и растворенного вещества, и они имеют разные точки замерзания и точки Дао в зависимости от концентрации растворенного вещества. Возьмите водный раствор в качестве примера, чтобы проиллюстрировать процесс коагуляции раствора. Конденсация водного раствора отличается от конденсации чистой воды. Он не полностью конденсируется в твердое тело при определенной фиксированной температуре. Когда температура раствора падает до определенной температуры, начинают выпадать кристаллы. При понижении температуры количество кристаллов продолжает увеличиваться. коагулировать. Поэтому раствор конденсируется в определенном интервале температур. Температура, при которой при охлаждении начинают выпадать кристаллы, называется температурой замерзания раствора, а температура, при которой раствор полностью конденсируется, называется температурой замерзания раствора, то есть температурой, при которой кристаллизуется все растворенное вещество и растворитель. . В процессе кристаллизации раствора концентрация раствора будет увеличиваться, температура замерзания будет снижаться, разбавленный раствор станет концентрированным раствором и постепенно станет насыщенным раствором. Когда температура продолжает снижаться, из-за снижения растворимости кристаллы растворенного вещества будут осаждаться и, наконец, превращаться в кристаллы льда. Эвтектическая смесь с кристаллом растворенного вещества, температура в это время является эвтектической температурой раствора. Этот процесс также является экзотермическим процессом с переохлаждением и плато на кривой замерзания, как при замерзании воды.
Большинство замороженных продуктов представляют собой водные растворы, некоторые представляют собой водные растворы известных ингредиентов, а некоторые представляют собой смеси растворов и суспензий.
Некоторые жидкости со сложным составом при замерзании образуют два состояния: одно кристаллическое, а другое аморфное (также называемое стеклообразным). Если образуется кристаллическое состояние, температура, при которой оно полностью замерзает или затвердевает, называется точкой эвтектики; если образуется стеклообразное состояние, температура, при которой оно полностью замерзает или стареет, называется температурой стеклования.
Концентрация раствора очень важна для лиофилизации, она может повлиять на время лиофилизации и качество продукта, слишком высокая или слишком низкая концентрация
Оба вредны для сублимационной сушки. Если концентрация слишком высока, после сушки будет слишком много сухого вещества, плотность будет высокой, а растворение будет медленным. При сушке будет затронута скорость сублимации, и даже произойдет плавление. Слишком низкая концентрация, слишком мало сухого вещества после медленной сушки для образования комковатой структуры, продукт выглядит как хлопок или даже
Будет вынесен за пределы контейнера потоком воздуха сублимации. Концентрация лиофилизированного продукта должна составлять от 4 до 25 процентов, а лучше всего от 10 до 15 процентов. Уровень концентрации также влияет на температуру замерзания продукта, такого как водный раствор хлорида натрия, когда концентрация составляет 18,8 процента, точка замерзания составляет -15 градусов, а когда концентрация составляет 23 процента, точка замерзания -21 степень .
