L'ensemble du processus de lyophilisation est en fait un processus dans lequel le transfert de chaleur et de masse (vapeur d'eau) sont effectués en même temps. Le taux de transfert de chaleur et de masse affecte conjointement le taux de séchage, affectant ainsi l'ensemble du cycle de lyophilisation. Tous les facteurs affectant le transfert de chaleur et de masse affecteront le taux de séchage. En résumé, les principaux facteurs affectant le transfert de chaleur et de masse sont :
1. Forme et composition des matériaux
Selon la forme des matériaux lyophilisés, ils sont généralement divisés en solides et liquides. La forme du solide et la concentration du liquide ont une grande influence sur la vitesse de lyophilisation.
2. Taux de pré congélation
La taille des cristaux formés lors de la congélation affecte grandement la vitesse de séchage et la vitesse de dissolution des produits séchés. Il existe les différences suivantes entre la congélation rapide et la congélation lente : les cristaux de glace produits par la congélation rapide sont plus petits et ceux produits par la congélation lente sont plus gros. Les gros cristaux de glace sont propices à la sublimation, tandis que les petits cristaux de glace ne sont pas propices à la sublimation. La congélation rapide conduit à un faible taux de sublimation et à un taux de désorption rapide ; La congélation lente entraîne un taux de sublimation rapide et un taux de résolution lent.
3. Capacité de chargement
Lorsque les matériaux sont lyophilisés, il existe un certain rapport entre la surface et l'épaisseur du matériau après le sous-chargement dans des conteneurs, c'est-à-dire que la lyophilisation est liée à la capacité de chargement. La petite surface et l'épaisseur sont propices à la sublimation de l'humidité, à la lyophilisation facile et à la qualité idéale. Pendant le séchage, la charge de poids sec et humide sur le plateau de matériau par unité de surface est un facteur important déterminant le temps de séchage. Généralement, plus l'épaisseur de l'empilement des matériaux est faible, plus la vitesse de transfert de chaleur et de masse est rapide et plus le temps de séchage est court. Cependant, si l'épaisseur du matériau est faible, il y a moins de matériaux séchés dans chaque lot par unité de surface de lyophilisation, ce qui est défavorable à l'amélioration du rendement par unité de surface de lyophilisation et unité de temps.
4. Pression dans la chambre de séchage
La pression dans la chambre de séchage affecte le taux de transfert de chaleur et de masse. En termes de transfert de masse, plus la pression est faible, mieux c'est, tandis qu'en termes de transfert de chaleur, plus la pression est élevée, mieux c'est. Le taux de transfert de masse est principalement déterminé par la température et la pression de l'interface de sublimation et de la surface de la couche de séchage. Pour améliorer le taux d'échappement de la vapeur d'eau dans la couche de séchage, commencez par augmenter la température de l'interface de sublimation et augmentez la pression de vapeur d'eau à l'interface ; La seconde consiste à améliorer le degré de vide de la chambre de séchage et à réduire la pression de vapeur à la surface de la couche de séchage.
5. Mode de transfert de chaleur
Selon la classification traditionnelle, il peut être divisé en conduction, convection, rayonnement thermique et chauffage moyen (chauffage par micro-ondes). Étant donné que le processus de séchage par sublimation implique le transfert de chaleur et de masse (vapeur d'eau), le mode de transfert de chaleur pour transférer plus efficacement la chaleur aux matériaux a un impact important sur la vitesse de séchage.
