凍干產品的崩解溫度研究

對于凍干產品的共熔點大家已經熟悉了，它就是產品的真正固化點。也就是產品在抽真空前必須冷卻低于共熔點，不然產品在抽空時將會起泡，在升華加熱的時候也不能使產品超過這個溫度，不然產品將熔化。因此，共熔點是在預凍階段和升華階段需要進行控制的溫度值。

現在引入一個崩解溫度的概念，它是不同于共熔點的另外一個溫度。一個正常升華的產品，當升華進行到一定的時候，就會出現上層的干燥層和下層的凍結層，這二層之間的交界面就是升華面，升華面是隨著升華的進行而不斷下降的。

已經干燥的產品應該是疏松多孔，并保持在這一穩定的狀態，以便下層凍結產品升華出來的水蒸汽能順利地通過，使全部產品都得到良好的干燥。

但某些已經干燥的產品當溫度升高到某一數值時，會失去剛性，變得有粘性，發生類似塌方的崩解現象，使干燥產品失去疏松多孔的狀態，封閉了下層凍結產品水蒸汽的逸出通路，妨礙了升華的繼續進行。

于是，升華速率變慢，從凍結產品吸收升華熱也隨之減少，由板層供給的熱量將有多余，這樣便引起凍結產品的溫度上升，當溫度升高到共熔點以上的溫度時，產品就會發生熔化或發泡現象，致使凍干失敗。

發生崩解時的溫度叫做該產品的崩解溫度。對于這樣的產品要獲得良好的干燥，只有保持升華中的干燥產品的溫度在崩解點以下，直到凍結產品全部升華完畢為止，才能使產品溫度繼續上升。這時由于產品中已不存在凍結冰，干燥產品即使發生崩解也不會影響產品的干燥，因為產品已從升華階段轉入解吸干燥階段。

沒有發生崩解的干燥產品與發生崩解的干燥產品在外觀上用肉眼看不出有什么差別，只有在顯微鏡下才能看到結構上的變化。當在顯微鏡下觀察產品的冷凍干燥過程時，如果看到發生崩解現象，那么這時的溫度就是該產品的崩解溫度。

有些產品的崩解溫度高于共熔點溫度，那么升華時僅需控制產品溫度低于共熔點就行了；但有些產品的崩解溫度低于共熔點溫度，那么按照一般的方法控制升華時就可能發生崩解現象，這樣的產品只有在較低的溫度下進行升華，因此必須延長凍干時間。

產品的共熔點可以通過電阻法、差示熱分析法和低溫顯微鏡直接觀察法得知，但產品的崩解溫度只有在冷凍干燥顯微鏡下直接觀察才能得知。

產品的崩解溫度取決于產品本身的品種和保護劑的種類；混合物質的崩解溫度取決于各組分的崩解溫度。因此在選擇產品的凍干保護劑時，應選擇具有較高崩解溫度的材料，使升華干燥能在不很低的溫度下進行，以節省凍干的能耗和時間，提高生產率。

產品崩解點溫度測試采用冷凍干燥顯微鏡針對抗壞血酸崩解點溫度進行測量，使用博醫康Pilot2-4中試機型進行崩解點溫度驗證。驗證結果表明崩解點溫度與凍干機性能有密切聯系。凍干機預凍過程中預凍速度及傳熱系數等決定了產品冰架結構及剛性，從而決定了產品的崩解點溫度。不同預凍速度下，產品的崩解點溫度較大差異。

甘氨酸、甘露醇、葡聚糖、木糖醇、聚維酮和蛋白質混合物等保護劑能提高產品的崩解溫度。

附：常見物質的崩解溫度℃。

常見物質的崩解溫度℃