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

    常用的共晶點測量方法是電阻法。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，溶液的電阻會逐步增大，全部凍結(jié)成固體時，會出現(xiàn)電阻的突然增大現(xiàn)象。 因此在溶液凍結(jié)過程中，進行電阻率的測量能知道凍結(jié)是在進行之中，或是凍結(jié)已經(jīng)完成了。

    有專用的共晶點測定儀用于產(chǎn)品共晶點的測量，它由一個溫度和電阻的聯(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)。共晶點測 定儀可以單獨使用，也可以配套在凍干機上使用（訂購凍干機時需注明），這時溫度和電阻 聯(lián)合探頭可以安裝在凍干箱內(nèi)，在進行產(chǎn)品預(yù)凍時便可進行共晶點的測量。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 測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。

    很多凍干機用戶沒有共晶點測定儀，可以用萬用表和一個溫度顯示儀來測量共晶點。 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，因為測量的是電阻變化，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 的板層上（這時測電阻的導(dǎo)線用較小的線徑從凍干箱門縫間引出，并利用某個產(chǎn)品溫度探頭 來測溫度）。

    降溫過程中進行樣品溫度和電阻的記錄，可在樣品降到-5℃時開始記錄，因為很少有 產(chǎn)品共晶點高于-5℃的，產(chǎn)品溫度每降 1℃，記錄下一個電阻數(shù)值（注意每測一次電阻之后 把開關(guān)切斷，因為萬用表是使用的直流電源，不然會引起電解反應(yīng)），直到產(chǎn)品電阻無窮 大時，停止記錄，測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 共晶點的大致數(shù)值。

    實際上產(chǎn)品在冷凍時電阻變化的溫度與加熱時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，共晶點的正確測量應(yīng)在樣品凍結(jié)之后， 逐步升溫時測量才較正確。

    共晶點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。由于共晶點高的產(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)品的共晶點溫度。

    有些產(chǎn)品不能用電阻法來確定共晶點，因此有人發(fā)明了利用發(fā)生相變時，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 分析法的共晶點測定方法。另外還有利用物質(zhì)發(fā) 生相變時會產(chǎn)生放熱或吸熱的原理可以進行共晶點的測量，差熱分析儀（DTA）和微分掃描 熱量儀（DSC）就是這樣的儀表，但這些儀表較復(fù)雜，價格也很貴。還有一種冷凍真空干燥 顯微鏡，在顯微鏡上安裝一個能控制降溫、加熱和真空的并能放置凍干樣品的特殊平臺，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。

上海田楓儀器有限公司sf241.com 凍干機  www.tfsye.com