凍幹(gān)過程中(zhōng)主要分(fēn)為3大步(bù)驟，預(yù)凍，升華(huá)和解析(xī)。其(qí)中升(shēng)華工藝(yì)是(shì)一個主要的(dí)脫水過(guò)程，途徑(jìng)。如(rú)何(hé)讓(ràng)凍(dòng)結的水從冰狀態成功的升華出來(lái)，就(jiù)需要(yào)給樣品提(tí)供動力，動力是(shì)熱(rè)量，升華需要(yào)吸收(shōu)熱量，熱(rè)量來源於傳導，對流(liú)和(hé)輻(fú)射(shè)。
一次幹(gān)燥(zào)過程中（即(jí)升(shēng)華幹燥(zào)）水(shuǐ)蒸氣從(cóng)樣(yàng)品種升華出來(lái)被冷阱(jǐng)補集的過程(chéng)中最主要(yào)的(dí)動力就是(shì)飽和蒸汽壓(yā)差，飽(bǎo)和(hé)蒸汽壓(yā)差(chà)越大(dà)，升華速度越快(kuài)，升華(huá)時間越短；飽(bǎo)和蒸(zhēng)汽壓力不同的數值對應不(bù)同的(dí)溫度。因此升華(huá)界(jiè)麵不(bù)同溫度，冷阱表麵(miàn)不(bù)同溫(wēn)度(dù)就(jiù)對應不(bù)同的(dí)壓(yā)差(chà)，兩者的(dí)數值之(zhī)差對應的就(jiù)是(shì)樣(yàng)品升華的(dí)驅(qū)動力(lì)。提高樣(yàng)品升(shēng)華(huá)界(jiè)麵的(dí)溫(wēn)度或者降(jiàng)低(dī)冷阱的溫度都(dū)可(kě)以(yǐ)增大(dà)升華(huá)的(dí)驅(qū)動力。但是(shì)升高樣(yàng)品溫(wēn)度帶來的(dí)驅動力(lì)的變(biàn)化遠遠超過(guò)降(jiàng)低冷(lěng)阱(jǐng)溫度帶(dài)來的(dí)驅(qū)動力的變(biàn)化(huà)。但是(shì)升(shēng)高樣品溫(wēn)度有一(yī)個(gè)限度，不能(néng)無(wú)限升(shēng)高(gāo)，升高到一(yī)定溫(wēn)度(dù)，樣品(pǐn)有(yǒu)塌陷(xiàn)或(huò)者融化的(dí)風(fēng)險。而降低(dī)冷(lěng)阱溫度雖(suī)然(rán)容易做(zuò)到，但是帶(dài)來的驅(qū)動(dòng)力的變化(huà)和升高樣品(pǐn)溫(wēn)度相比確(què)微乎(hū)其微。為(wéi)什麼(mó)會這(zhè)樣(yàng)呢？我(wǒ)們可以(yǐ)列(liè)舉一組數(shù)值(zhí)來看。比如升華界(jiè)麵(miàn)溫(wēn)度(dù)原來是(shì)-20度(dù)，對(duì)應(yīng)飽和蒸(zhēng)汽(qì)壓為(wéi)102.11pa。升高(gāo)溫度為(wéi)-15℃，對(duì)應(yīng)飽和蒸(zhēng)汽壓為(wéi)165.43pa，對應冷(lěng)阱-80度，對應(yīng)的(dí)飽和(hé)蒸(zhēng)汽(qì)壓為0.055pa，-20℃對應驅動(dòng)力(lì)為102.055pa，而-15℃對應的(dí)驅動(dòng)力(lì)為165.375pa。因(yīn)此驅動力(lì)增加63.32pa。這是樣(yàng)品(pǐn)溫(wēn)度升高5度(dù)，冷阱溫(wēn)度不(bù)變(biàn)的情況下驅動力(lì)增加的情況(kuàng)。
比如(rú)當(dāng)樣品(pǐn)溫(wēn)度-20度(dù)不變(biàn)的情(qíng)況下，冷(lěng)阱(jǐng)溫(wēn)度從-80度降(jiàng)低到-85度，對(duì)應(yīng)的驅動(dòng)力的(dí)增(zēng)加(jiā)為(wéi)0.031pa。通過數值列(liè)舉我(wǒ)們就(jiù)明顯看(kàn)出來同(tóng)樣(yàng)是(shì)溫(wēn)度(dù)變化(huà)5℃，驅(qū)動力的(dí)增加(jiā)相差(chà)甚遠。為什麼(mó)呢(ní)？水(shuǐ)的(dí)平衡(héng)蒸汽壓(yā)圖能夠解釋。
溫(wēn)度升高，平(píng)衡(héng)蒸汽壓(yā)增大(dà)，溫(wēn)度降(jiàng)低平(píng)衡(héng)蒸汽(qì)壓減(jiǎn)小，不同的(dí)溫度區域(yù)範(fàn)圍，對應的升高降低(dī)的速率不(bù)同。0~-40度(dù)之間(jiān)，蒸汽(qì)壓降低(dī)的速度大，而(ér)低於(yú)-50~-80度(dù)之間(jiān)，溫(wēn)度降低，蒸汽(qì)壓(yā)減小的(dí)很少，這就解釋(shì)了為什麼(mó)同樣是降低5度(dù)，升高(gāo)樣品溫(wēn)度(dù)和(hé)降低冷阱溫度(dù)的差別(bié)相(xiāng)差這麼(mó)大。既(jì)然這樣(yàng)那我冷阱溫(wēn)度是不(bù)是(shì)降低到-50度就(jiù)可以了呢(ní)？這是不對(duì)的，因(yīn)為(wéi)我(wǒ)們前麵解釋(shì)的(dí)不(bù)是(shì)凍幹箱(xiāng)或者冷阱(jǐng)的溫(wēn)度，而都(dū)是(shì)對應的升(shēng)華(huá)界麵(miàn)或者(zhě)冷(lěng)阱(jǐng)補(bǔ)冰的(dí)冰表麵對(duì)應(yīng)的(dí)溫度(dù)。溫(wēn)度探頭監測的是冷(lěng)阱表麵(miàn)的溫(wēn)度，並不是(shì)冰(bīng)表(biǎo)麵的(dí)溫度(dù)，如果(guǒ)冷阱隻(zhī)降(jiàng)低到-50度，對(duì)應(yīng)的冰(bīng)表麵溫(wēn)度可能隻(zhī)有-40度左(zuǒ)右，和冰層(céng)的厚度(dù)有(yǒu)關(guān)。冰層厚度達(dá)到(dào)一定(dìng)厚度，隨著溫(wēn)度不(bù)斷升高，可(kě)能(néng)導致(zhì)對應平衡(héng)蒸(zhēng)汽(qì)壓快速上升，從而(ér)導(dǎo)致(zhì)凍幹箱(xiāng)出現壓力失控(kòng)的現(xiàn)象(xiàng)。
因此(cǐ)提高(gāo)升華(huá)效率的最主要方(fāng)式(shì)是(shì)提高(gāo)升華界(jiè)麵的溫度(dù)，因此知(zhī)道樣(yàng)品的(dí)安全(quán)溫度是(shì)非常(cháng)重要的，在(zài)知道(dào)樣(yàng)品安全(quán)溫度的前(qián)提下設置(zhì)凍(dòng)幹工藝(yì)，根據凍幹曲(qū)綫反(fǎn)應的(dí)數(shù)據和特點不斷(duàn)優化凍(dòng)幹(gān)工藝。
