概要

凍干過(guò)程中，通常產(chǎn)品溫度一直是最為大家所關(guān)注的。本文回答一個(gè)最近被問(wèn)到最多的，關(guān)于產(chǎn)品溫度和板層溫度之間關(guān)系的問(wèn)題。

一、問(wèn)題：為什么一次干燥后期，產(chǎn)品溫度會(huì)超過(guò)板層溫度？

二、解答這個(gè)問(wèn)題前，需要了解的基本理論

(1)  可以先去復(fù)習(xí)一下：凍干的基本概念（一）中熱的概念一節(jié)。

(2)  大家是否還記得，每次線下課。我像個(gè)老婆婆一樣一遍遍念叨，像個(gè)女教官一樣嚴(yán)厲要求大家必須記住的，熱由：傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射三種方式進(jìn)行傳遞。

傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射，在讀文章的各位，也請(qǐng)跟著念三遍，并背下來(lái)。所以，你的產(chǎn)品溫度，也同樣是由通過(guò)：傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射三種方式傳遞過(guò)來(lái)的熱量決定。

讓我們把這些效應(yīng)翻譯到凍干機(jī)上：

•  傳導(dǎo)：就是你的板層溫度。板層溫度通過(guò)傳導(dǎo)的方式，將熱量傳遞給樣品。

•  對(duì)流：就是你的真空度。中式型凍干機(jī)，我們默認(rèn)所有區(qū)域?qū)α鲗?dǎo)致的熱量傳遞是相同的。工業(yè)型凍干機(jī)有可能出現(xiàn)真空度不均勻的現(xiàn)象，此處不深入討論。

•  輻射：溫度不同的區(qū)域，就會(huì)出現(xiàn)熱輻射。溫差越大，產(chǎn)生的熱輻射能量越多。

(3)  一次干燥結(jié)束，升華結(jié)束，不再存在升華過(guò)程吸收產(chǎn)品中的熱量。于是產(chǎn)品溫度和板層溫度一致。

三、一次干燥結(jié)束時(shí)，產(chǎn)品溫度高于板層溫度的原因

(1)  你的探頭檢測(cè)和顯示給你的樣品溫度，是傳導(dǎo)+對(duì)流+輻射三個(gè)效應(yīng)一起作用而產(chǎn)生的溫度。

(2)  傳導(dǎo)是板層、對(duì)流為真空，默認(rèn)相同。

(3)  輻射是和溫度差有關(guān)的。當(dāng)你的一次干燥板層溫度設(shè)定值越低，腔體壁和板層之間的溫差就越大，熱輻射動(dòng)力就越大。比如：板層溫度-30℃，腔體壁15℃。那這之間的45℃就是輻射的動(dòng)力。溫差越大，輻射越多。

(4)  輻射還和你設(shè)備的保溫有關(guān)。當(dāng)你的設(shè)備保溫做得越不好，輻射到樣品的熱量就越多。

(5)  輻射還和你的實(shí)驗(yàn)操作方法有關(guān)。中式凍干的用戶，在后期的條件摸索中，強(qiáng)烈建議在樣品周圍放空瓶+用銀色鋁箔紙?jiān)跇悠分車鲚椛浔Ｗo(hù)+在腔體的透明門上蒙銀色鋁箔紙做熱輻射保護(hù)。

(6)  樣品溫度和板層溫度之間數(shù)值差異有多大，還和你使用的是何種探頭有關(guān)。PT100溫度探頭的測(cè)溫原理，是顯示金屬頭包裹的所有區(qū)域的平均溫度。熱電偶是檢測(cè)點(diǎn)的溫度。所以PT100探頭顯示的數(shù)據(jù)偏差也會(huì)更大，和熱電偶相比。

(7)  還和你放置探頭的西林瓶所在板層的位置有關(guān)。同一板層上，不同位置西林瓶的溫度也會(huì)不同（也是因?yàn)闊彷椛鋵?dǎo)致）。

四、二次干燥后期，產(chǎn)品溫度低于板層溫度的原因

大家也許還會(huì)觀察到，在二次干燥后期，產(chǎn)品溫度會(huì)低于板層溫度，如下圖右邊的圈：

背后的原理，也是一樣的。只是：

•  一次干燥過(guò)程中，板層溫度低于環(huán)境溫度，環(huán)境在給樣品做熱輻射。

•  二次干燥過(guò)程中，板層溫度高于環(huán)境溫度，環(huán)境給樣品做冷輻射。

差異多大，要看大家工藝設(shè)定的溫度，以及同樣考察以上羅列出的各種變量。

關(guān)于產(chǎn)品溫度的問(wèn)題，還有：

•  為什么凍干曲線上，產(chǎn)品溫度超過(guò)了塌陷溫度，但產(chǎn)品是沒(méi)問(wèn)題的？

•  為什么有時(shí)候，尤其是在板層溫度升溫過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)品溫度突然降低的現(xiàn)象。

這兩個(gè)內(nèi)容如果感興趣的用戶比較多，也可以寫。最后，希望大家多多轉(zhuǎn)發(fā)，幫助更多有類似問(wèn)題的同學(xué)解決實(shí)際工作中的問(wèn)題。

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