在凍干機(jī)真空冷凍干燥物料時(shí)，常常需要知道物料的共晶點(diǎn)。下面我們來了解下溶液共晶點(diǎn)測(cè)定與影響。溶液的共晶點(diǎn)對(duì)凍干很重要，它是制訂凍干曲線的主要依據(jù)。預(yù)凍時(shí)產(chǎn)品必須冷凍到共晶點(diǎn)以下的溫度，而升華時(shí)產(chǎn)品又不能超過共晶點(diǎn)溫度，因此共晶點(diǎn)溫度是產(chǎn)品預(yù)凍階段 和升華階段的最高許可溫度。

    常用的共晶點(diǎn)測(cè)量方法是電阻法。在溶液的凍結(jié)過程中，觀察外表的變化來確定是否 已經(jīng)凍結(jié)成固體是不確切的，靠測(cè)量溫度也無法確是內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化，而隨著溶液結(jié)構(gòu)變化 發(fā)生電性能的變化是非常有用的。眾所周知，溶液的導(dǎo)電屬于離子導(dǎo)電，隨著溶液的凍結(jié)， 離子逐步被固定，溶液的電阻會(huì)逐步增大，全部?jī)鼋Y(jié)成固體時(shí)，會(huì)出現(xiàn)電阻的突然增大現(xiàn)象。 因此在溶液凍結(jié)過程中，進(jìn)行電阻率的測(cè)量能知道凍結(jié)是在進(jìn)行之中，或是凍結(jié)已經(jīng)完成了。

    有專用的共晶點(diǎn)測(cè)定儀用于產(chǎn)品共晶點(diǎn)的測(cè)量，它由一個(gè)溫度和電阻的聯(lián)合探頭以及 溫度電阻顯示儀，再配套一臺(tái)記錄儀表組成的。溫度探頭一般使用 Pt100 鉑電阻，電阻探頭 使用二根不銹鋼絲，測(cè)電阻的電源是 1000 赫茲的交流電，以防止產(chǎn)生電解反應(yīng)。共晶點(diǎn)測(cè) 定儀可以單獨(dú)使用，也可以配套在凍干機(jī)上使用（訂購(gòu)凍干機(jī)時(shí)需注明），這時(shí)溫度和電阻 聯(lián)合探頭可以安裝在凍干箱內(nèi)，在進(jìn)行產(chǎn)品預(yù)凍時(shí)便可進(jìn)行共晶點(diǎn)的測(cè)量。把溫度和電阻聯(lián) 合探頭放入裝有樣品的瓶中，并把樣品瓶放在凍干箱的板層上或低溫冰箱之中，接通共晶點(diǎn) 測(cè)定儀的電源使儀表工作。隨著樣品的降溫，記錄儀把樣品的溫度和電阻變化曲線繪制在記 錄紙上。根據(jù)記錄紙上的曲線便可找出樣品的共晶點(diǎn)。

    很多凍干機(jī)用戶沒有共晶點(diǎn)測(cè)定儀，可以用萬用表和一個(gè)溫度顯示儀來測(cè)量共晶點(diǎn)。 萬用表要使用 X10K 的高電阻歐姆檔，并且是指針式的（數(shù)字式的無法準(zhǔn)確讀數(shù)）。把溫度顯 示儀的探頭放入裝有樣品的瓶中，并用兩根導(dǎo)線分別插上兩根不銹鋼絲后也放入樣品瓶中（兩根不銹鋼絲不能短路，距離大小設(shè)有關(guān)系，因?yàn)闇y(cè)量的是電阻變化，而不是電阻值）， 把其中一根導(dǎo)線安裝一個(gè)開關(guān)后連接到萬用表上。把樣品放入低溫冰箱中，也可放在凍干機(jī) 的板層上（這時(shí)測(cè)電阻的導(dǎo)線用較小的線徑從凍干箱門縫間引出，并利用某個(gè)產(chǎn)品溫度探頭 來測(cè)溫度）。

    降溫過程中進(jìn)行樣品溫度和電阻的記錄，可在樣品降到-5℃時(shí)開始記錄，因?yàn)楹苌儆?產(chǎn)品共晶點(diǎn)高于-5℃的，產(chǎn)品溫度每降 1℃，記錄下一個(gè)電阻數(shù)值（注意每測(cè)一次電阻之后 把開關(guān)切斷，因?yàn)槿f用表是使用的直流電源，不然會(huì)引起電解反應(yīng)），直到產(chǎn)品電阻無窮 大時(shí)，停止記錄，測(cè)量完畢之后取走門縫中的導(dǎo)線，以免影響真空。根據(jù)記錄數(shù)據(jù)可分析出 共晶點(diǎn)的大致數(shù)值。

    實(shí)際上產(chǎn)品在冷凍時(shí)電阻變化的溫度與加熱時(shí)電阻變化的溫度并不相同，有些差別還 較大，例如 10％的氯化鈉溶液就差別較大。因此，共晶點(diǎn)的正確測(cè)量應(yīng)在樣品凍結(jié)之后， 逐步升溫時(shí)測(cè)量才較正確。

    共晶點(diǎn)的高低與溶液的成份有關(guān)，同一種溶液與濃度有關(guān)，改變?nèi)芤旱慕M份和濃度均 能改變?nèi)芤旱墓簿c(diǎn)。由于共晶點(diǎn)高的產(chǎn)品容易凍干，因此可以通過改變產(chǎn)品的組份和濃度 來提高產(chǎn)品的共晶點(diǎn)溫度。

    有些產(chǎn)品不能用電阻法來確定共晶點(diǎn)，因此有人發(fā)明了利用發(fā)生相變時(shí)，電阻系數(shù)發(fā) 生變化的原理制作的介質(zhì)分析法，又稱 D 2 分析法的共晶點(diǎn)測(cè)定方法。另外還有利用物質(zhì)發(fā) 生相變時(shí)會(huì)產(chǎn)生放熱或吸熱的原理可以進(jìn)行共晶點(diǎn)的測(cè)量，差熱分析儀（DTA）和微分掃描 熱量?jī)x（DSC）就是這樣的儀表，但這些儀表較復(fù)雜，價(jià)格也很貴。還有一種冷凍真空干燥 顯微鏡，在顯微鏡上安裝一個(gè)能控制降溫、加熱和真空的并能放置凍干樣品的特殊平臺(tái)，在 降溫中能直接觀察到凍結(jié)和升華過程，從而能得知產(chǎn)品的共晶點(diǎn)。

上海田楓儀器有限公司m.zuzu11.com 凍干機(jī)  www.tfsye.com