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真空冷冻干燥无聊共溶点及其测量方法

时间:2014-07-21      阅读:1254

需要冻干的产品,通常是预先配制成水的溶液或悬浊液,因此它的冰点与水就不相同了,水在0℃时结冰,而海水却要在低于0℃的温度才华结冰,由于海水也是多种物质的水溶液。实验指出:溶液的冰点将低于溶媒的冰点。

别的,溶液的结冰进程与纯液体也不相同,纯液体如水在0℃时结冰,水的温度并不下降,直到全部水结冰之后温度才下降,这说明纯液体有一个固定的结冰点。而溶液却不相同,它不是在某一固定温度*凝集成固体,而是在某一温度时,晶体初步分出,跟着温度的下降,晶体的数量不断增加,直到zui终,溶液才全部凝集。这样,溶液并不是在某一固定温度时凝集。而是在某一温度范围内凝集。当冷却时初步分出晶体的温度称为溶液的冰点。而溶液全部凝集的温度叫做溶液的凝固点。凝固点便是融化的初步点(即熔点),关于溶液来说也便是溶质和溶媒一起熔化的点。所以又叫做共熔点或共晶点。可见溶液的冰点与共熔点是不相同的。共熔点才是溶液实在全部凝成固体的温度。

显着共熔点的概念关于冷冻单调是重要的。由于冻干产品可能有盐类、糖类、明胶、蛋白质、血球、组织、病毒、细菌等等的物质。因此它是一个凌乱的液体,它的冻住进程一定也是一个凌乱的进程,与溶液相似,也有一个实在全部凝集成固体的温度,即共熔点。由于冷冻单调是在真空情况下进行的。只需产品全部冻住后才华在真空下进行进步单调,不然有部分液体存在时,在真空下不只会灵敏蒸发,形成液体的浓缩使冻干产品的体积减小;而且溶解在水中的气体在真空下会灵敏冒出来,形成象液体欢娱的姿势,使冻干产品鼓泡、甚至冒出瓶外。这是我们所不希望的。为此冻干产品在进步初步时必需要制冷到共熔点以下的温度,使冻干产品实在全部冻住。

在冻住进程中,从表面的查询来判定产品是不是*冻住成固体是不可能的;*测量温度也无法判定产品内部的结构情况。而跟着产品结构发生改动时电功用的改动是极为有用的,特别是在冻住时电阻率的测量能使我们知道冻住是在进行仍是现已完成了,全部冻住后电阻率将非常大,因此溶液是离子导电。冻住时离子将固定不能运动,因此电阻率显着增大。而有少量液体存在时电阻率将显着下降。因此测量产品的电阻率将能判定产品的共熔点。

标准的共熔点测量法是将一对白金电极浸入液体产品之中,并在产品中插一支温度计,把它们冷却到-40℃以下的低温,然后将冻住产品逐步升温。用惠斯顿电桥来测量其电阻,当发生电阻俄然下降时,这时的温度即为产品的共熔点。电桥要用交流电供电,由于直流电会发生电解作用,整个进程由表面记载(图十六)。

也可用简略的方法来测量,如图十五所示。用二根恰当粗细而又相互绝缘的铜丝刺进盛放产品的容器中,作为电极。在铜电极附近刺进一支温度计,刺进深度与电极差不多,把它们一起放入冻干箱内的查询窗孔附近,并用恰当方法把它们固定好,然后与其他产品一起预冻,这时我们用万用表不断地测量在降温进程中的电阻数值,依据电阻数值的改动来判定共熔点。

 

把电极引线通过一个开关与万用表相连,可以不分正负极。如果冻干箱没有电线引出接头,则可以用二根细导线从箱门缝处引出,在电线附近涂些真空密封蜡,这样不致于影响真空度。待温度计降至0℃之后即初步测量并作记载。把万用表的转换开关放在测量电阻的*流(×1K或×10K)。由于万用表内运用的是直流电,为了防止电解作用,在每次测量完之后要把开关当即关掉,把每一次测量的温度和电阻数值逐一记载下来。初步时电阻值很小,今后逐步增高。到某一温度时电阻俄然增大,几乎是无穷大,这时的温度值即是共熔点数值。

用这种方法测量的共熔点有一定的差错,由于铜电极处多少有些电解作用。万用表关于高阻值没有电桥活络;别的,冻住进程与熔化进程电阻的改动情况并不*相同,但所测之值仍有有用参阅价值。

共熔点的数值从0℃到-50℃不等,与产品的种类、保护剂的种类和浓度有关。一些物质的共熔点列表二十二供参阅,因实践的冻干产品还有其它成份。所以与此不相同。

表二十二 一些物质的共熔点(℃)

物质名称

 

 

共熔点温度℃

 

 

纯水

 

 

 

10%蔗糖溶液

 

 

40%蔗糖溶液

 

 

10%葡萄糖溶液

 

 

2%明胶、10%葡萄糖溶液

 

 

2%明胶、10%蔗糖溶液

 

 

脱脂牛奶

 

 

马血清

 

 

人参

 

 

菠菜

 

 

30℃,溶解度1.95mol/L的芬尼定磷酸盐

 

 

30℃,溶解度0.12mol/L的吩妥胺磷酸盐

 

 

30℃,溶解度1mol/L的甘露醇

 

 

30℃,溶解度0.6mol/L的乳糖

 

 

二甲亚矾水

 

 

甘油水(丙三醇)

 

 

草莓

 

 

冬虫夏草

 

 

山药

 

 

0

 

 

 

-26℃

 

 

-33℃

 

 

-27℃

 

 

-32℃

 

 

-19℃

 

 

-26℃

 

 

-35℃

 

 

-15℃

 

 

-6℃

 

 

-4.29℃

 

 

-0.75℃

 

 

-2.24℃

 

 

-5.4℃

 

 

-73℃

 

 

-46.5℃

 

 

-15℃

 

 

-15℃

 

 

-20℃

 

 

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