1 Замразяване на продукт
Когато разтворът е бързо замразен (10-50 градус в минута), кристалите остават с размера, видим под микроскопа; напротив, когато разтворът е бавно замразен (1 градус/мин), образуваните кристали се виждат с просто око. Грубите кристали оставят големи празнини в сублимацията, което може да подобри ефективността на сушене чрез замразяване, докато фините кристали оставят малки празнини след сублимация, което пречи на сублимацията на долния слой. Структурата е добра, скоростта на разтваряне е бърза, а абсорбцията на влага на крайния продукт е относително по-силна.
Лекарствата се замразяват предварително в сушилня за замразяване по два начина: единият е за охлаждане на продукта и сушилнята едновременно; Първият е еквивалентен на бавно замразяване, а вторият е между бързо замразяване и бавно замразяване, така че често се използва, за да се вземе предвид ефективността на сушене чрез замразяване и качеството на продукта. Недостатъкът на този метод е, че когато продуктът се постави в кутията, водната пара във въздуха бързо ще кондензира на рафта, а в ранния етап на сублимация, ако плочата се нагрее бързо, сублимацията на голяма площ може да надвиши нормалното натоварване на кондензатора. Това явление е особено силно изразено през лятото.
Замразяването на продукта е в статично състояние. Опитът е доказал, че явлението преохлаждане е лесно да се случи, докато температурата на продукта достигне евтектичната точка. Разтвореното вещество обаче все още не е кристализирало. За да се преодолее феноменът на преохлаждане, температурата на замръзване на продукта трябва да бъде по-ниска от диапазона под евтектичната точка и трябва да се поддържа за определен период от време, докато продуктът е напълно замразен.
2. Условия и скорост на сублимация
Когато налягането на наситените пари на леда при определена температура е по-голямо от парциалното налягане на водните пари в околната среда, то може да започне да се сублимира; засмукването и улавянето на водна пара от кондензатор, по-ниска от температурата на продукта, е необходимо за поддържане.
Разстоянието, което една газова молекула изминава между два последователни сблъсъка, се нарича среден свободен път и е обратно пропорционално на налягането. При нормално налягане стойността му е много малка и сублимираните водни молекули могат лесно да се сблъскат с газа и да се върнат на повърхността на източника на потока, така че скоростта на сублимация е много бавна. При понижаване на налягането под 13,3Pa, средният свободен път се увеличава 105 пъти, което прави скоростта на сублимация значително по-бърза, а молекулите на летящата вода рядко променят аспекта си, като по този начин образуват насочен поток на пара.
Вакуумната помпа действа в сушилнята за замразяване, за да отстрани постоянния газ, за да поддържа ниското налягане, необходимо за сублимация. 1 g водна пара е 1,25 L при нормално налягане и се разширява до 10,000L при 13,3Pa. Невъзможно е обикновените вакуумни помпи да отстранят толкова голям обем за единица време. Кондензаторът всъщност образува вакуумна помпа, предназначена за улавяне на водни пари.
Температурата на продукта и коагулацията обикновено е -25 градус и -50 градус. Наляганията на наситените пари на леда при тази температура са съответно 63,3Pa и 1,1Pa, така че има значителна разлика в налягането между повърхността на сублимация и повърхността на кондензация, ако парциалното налягане на некондензиращия газ в системата може да се пренебрегне при този път Независимо от това, той ще насърчи сублимираната от продукта водна пара да достигне до повърхността на кондензатора насочено при определена скорост на потока, за да образува скреж.
Сублимационната топлина на леда е около 2822 J/g. Ако процесът на сублимация не доставя топлина, продуктът може само да намали вътрешната енергия, за да компенсира топлината на сублимация и сублимацията спира, докато температурата му се балансира с температурата на кондензатора. За да се поддържа температурната разлика между сублимацията и кондензацията, на продукта трябва да се осигури достатъчно топлина.
