L'acqua è una sostanza importante che costituisce la vita e l'acqua esiste in varie forme nei sistemi biologici. Uno è chiamato acqua libera sotto forma di soluzione o sospensione, che può congelare se congelata; l'altro è legato all'idrogeno ad alcuni gruppi polari, inclusa la struttura a rete formata da gruppi polari. Tra questi, questa parte dell'acqua non gela nemmeno a temperature estremamente basse, che si chiama acqua legata; inoltre, ci sono altre forme di acqua nei sistemi biologici che non sono ancora chiare.
Il processo di congelamento dell'acqua è il seguente: quando la temperatura dell'acqua scende al punto di congelamento di 0 gradi, se mancano i nuclei cristallini, l'acqua non si congela, la temperatura continua a scendere e il l'acqua rimane allo stato liquido, che è chiamato superraffreddamento dell'acqua; Quando ci sono alcune sostanze estranee nell'acqua, le sostanze estranee diventano i nuclei del congelamento dell'acqua, quindi le molecole d'acqua prendono i nuclei come nucleo e si combinano in una solida struttura reticolare in una certa disposizione.
Dopo l'inizio del congelamento, la temperatura aumenterà rapidamente dalla temperatura sottoraffreddata a {{0}} gradi (causata dall'esotermia durante il congelamento) e rimarrà invariata a 0 gradi durante il processo di congelamento e la temperatura continuerà solo dopo che tutta l'acqua sarà congelata. declino. Il numero e la dimensione dei cristalli di ghiaccio sono influenzati da due fattori; vale a dire, il tasso di nucleazione e il tasso di crescita dei cristalli. Il tasso di crescita dei nuclei aumenta vicino a 0 gradi e il tasso di nucleazione è molto basso, quindi mantenere per un periodo di tempo a 0 gradi produrrà pochi cristalli di grandi dimensioni; più di 0 gradi, si otterranno cristalli con numero elevato e dimensioni ridotte quando si congelano a temperature inferiori.
Il punto di congelamento e il punto di ebollizione della soluzione sono diversi da quelli del solvente e del soluto, e ha diversi punti di congelamento e Tao con la concentrazione del soluto. Prendi una soluzione acquosa come esempio per illustrare il processo di coagulazione di una soluzione. La condensazione di una soluzione acquosa è diversa da quella dell'acqua pura. Non è completamente condensato in un solido a una certa temperatura fissa. Quando la temperatura della soluzione scende a una certa temperatura, i cristalli iniziano a precipitare. Al diminuire della temperatura, il numero di cristalli continua ad aumentare. coagulare. Pertanto, la soluzione si condensa entro un certo intervallo di temperatura. La temperatura alla quale i cristalli iniziano a precipitare durante il raffreddamento è chiamata punto di congelamento della soluzione, e la temperatura alla quale la soluzione si condensa completamente è chiamata punto di congelamento della soluzione, che è il punto di temperatura al quale tutto il soluto e il solvente cristallizzano . Durante il processo di cristallizzazione della soluzione, la concentrazione della soluzione aumenterà, il punto di congelamento diminuirà, la soluzione diluita diventerà una soluzione concentrata e gradualmente diventerà una soluzione satura. Quando la temperatura continua a diminuire, a causa della diminuzione della solubilità, i cristalli di soluto saranno precipitati e alla fine diventeranno cristalli di ghiaccio La miscela eutettica con il cristallo di soluto, la temperatura in questo momento è la temperatura eutettica della soluzione. Questo processo è anche un processo esotermico, con superraffreddamento e un plateau sulla curva di congelamento come il congelamento dell'acqua.
La maggior parte dei prodotti congelati sono soluzioni acquose, alcuni sono soluzioni acquose di ingredienti famosi e alcuni sono miscele di soluzioni e sospensioni.
Alcuni liquidi con composizioni complesse formeranno due stati quando congelati, uno è uno stato cristallino e l'altro è uno stato amorfo (chiamato anche stato vetroso). Se si forma uno stato cristallino, la temperatura alla quale congela o solidifica completamente è detta punto eutettico; se si forma uno stato vetroso, la temperatura alla quale congela o invecchia completamente è detta temperatura di transizione vetrosa.
La concentrazione della soluzione è molto importante per la liofilizzazione, può influenzare il tempo di liofilizzazione e la qualità del prodotto, la concentrazione è troppo alta o troppo bassa
Entrambi sono dannosi per la liofilizzazione. Se la concentrazione è troppo alta, ci sarà troppa materia secca dopo l'essiccazione, la densità sarà alta e la dissoluzione sarà lenta. Durante l'asciugatura, la velocità di sublimazione ne risentirà e si verificherà anche la fusione. Concentrazione troppo bassa, sostanza secca insufficiente dopo un'asciugatura lenta per formare una struttura a grumi, il prodotto sembra cotone o addirittura
Verrà trasportato all'esterno del contenitore dal flusso d'aria di sublimazione. La concentrazione del prodotto liofilizzato dovrebbe essere compresa tra il 4 e il 25 percento, con una concentrazione ottimale tra il 10 e il 15 percento. Il livello di concentrazione influenzerà anche il punto di congelamento del prodotto, come la soluzione acquosa di cloruro di sodio, quando la concentrazione è del 18,8 percento, il punto di congelamento è -15 gradi e quando la concentrazione è del 23 percento, il punto di congelamento è -21 grado .
