אילו גורמים ישפיעו על מהירות מייבש ההקפאה?

לייבוש בהקפאה שימושים רבים ושונים, במיוחד ביישומים ביוכימיים ותרופות רבים. ניתן להשתמש בו כדי להשיג חיי מדף ארוכים יותר. בנוסף, הוא יכול לשמור על הפעילות הביולוגית והמבנה הטבועים בו. ניתן להשתמש במייבש ההקפאה גם להכנת מוצרי טישו למחקר מבני. כאשר מייבש ההקפאה נמצא בשימוש, אילו גורמים ישפיעו על מהירות מייבש ההקפאה?

1. לחץ תא מונוטוני

הלחץ הלא אחיד בתוך תא המונוטוני ישפיע ישירות על קצב העברת החום והמסה. ככל שהלחץ נמוך יותר, כך העברת המסה תהיה טובה יותר. ככל שהלחץ גבוה יותר, כך העברת החום טובה יותר.

2. שיטת העברת חום

שיטות העברת חום כלליות כוללות הסעה, הולכה, קרינה תרמית וחימום בינוני. עם זאת, ההעברה בין חום למסה תהיה מעורבת בתהליך הייבוש בהקפאה, ולכן לאיזו שיטת הולכה ניתן לבחור להעביר חום לחומרים מהר יותר יש השפעה רבה על הקצב המונוטוני של פריטים.

3. מהי כושר העמסה

כאשר חומרים ייבוש בהקפאה, יהיה יחס מסוים בין שטח הפנים לעובי החומר לאחר אריזת המשנה למיכלים, כלומר ייבוש בהקפאה קשור לכמות ההעמסה. שטח פנים קטן ועובי מסייעים לאידוי מים, וייבוש בהקפאה הוא פשוט ואיכותי יותר. במהלך מונוטוניות, העמסת המשקל הרטוב המונוטונית על המגש ליחידת שטח היא גורם חשוב בבחירת זמן מונוטוניות. בנסיבות רגילות, ככל שהחומר מוערם דק יותר, כך מהירות העברת החום והמסה תהיה מהירה יותר, וזמן המונוטוניות יהיה קצר יותר. עם זאת, אם עובי החומר דק, יהיו פחות חומרים מונוטוניים בכל אצווה ליחידת שטח ייבוש בהקפאה, מה שישפיע על שטח הייבוש בהקפאה ליחידה ועל התפוקה ליחידת זמן.

4. קצב ההקפאה לפני

בתהליך הקפאה של חומרים, הגבישים הנוצרים ישפיעו על קצב המונוטוני וקצב הפירוק לאחר המונוטוניות. לתהליכי ההקפאה המהירה וההקפאה האיטית יש את ההבדלים הבאים: גבישי הקרח המיוצרים בהקפאה מהירה הם קטנים יחסית, ואילו אלו המיוצרים בהקפאה איטית הם גדולים יחסית. גבישי קרח גדולים מתאימים יותר לאידוי, אבל גבישי קרח קטנים קשים יותר לאידוי. הקפאה מהירה מובילה לקצב ייבוש נמוך ולקצב ספיגה מהיר; הקפאה איטית מובילה לקצב ייבוש מהיר ולקצב רזולוציה איטי.

5. צורה והרכב חומרים

בדרך כלל, חומרים לייבוש בהקפאה הם מוצקים ונוזליים, ולצורה ולריכוז של שני חומרים אלה יש השפעה רבה על הקצב המונוטוני של מכונת ייבוש בהקפאה.

לסיכום, לחץ פנימי מונוטוני, שיטת העברת חום, כמות, קצב ההקפאה מראש וצורת החומר והרכבו ישפיעו על קצב הייבוש בהקפאה של מכונת ייבוש ההקפאה!