Condițiile și viteza sublimului liofilizant
Când presiunea de vapori saturată a gheții la o anumită temperatură este mai mare decât presiunea parțială a vaporilor de apă din mediu, poate începe să se sublimeze; Aspiția și captarea vaporilor de apă cu un condensator mai mic decât temperatura produsului este o condiție necesară pentru întreținere. Distanța pe care o moleculă de gaz călătorește între două coliziuni consecutive se numește calea liberă medie și este invers proporțională cu presiunea. Sub presiune normală, valoarea sa este foarte mică, iar moleculele de apă sublimate se pot ciocni cu ușurință cu gazul și se pot întoarce pe suprafața sursei de abur, astfel încât viteza de sublimare este foarte lentă. Pe măsură ce presiunea scade sub 13.3Pa, calea liberă medie crește de 105 ori, ceea ce face ca viteza de sublimare să fie semnificativ mai rapidă, iar moleculele de apă zburătoare își schimbă rar aspectul, formând astfel un flux de aburi direcțional. Pompa de vid funcționează în uscătorul de îngheț pentru a îndepărta gazul permanent pentru a menține presiunea scăzută necesară sublimului. 1g de vapori de apă este 1,25L sub presiune normală și se extinde la 10, 000 l la 13.3pa. Este imposibil ca pompele de vid obișnuite să îndepărteze un volum atât de mare în timpul unitar. Condensatorul formează de fapt o pompă de vid dedicată captării vaporilor de apă. Temperatura produsului și condensului este de obicei -25 grad și -50 grad. Presiunile de vapori saturați de gheață la această temperatură sunt de 63,3pa, respectiv 1,1pa, astfel încât există o diferență considerabilă de presiune între suprafața de sublimare și suprafața de condensare, dacă presiunea parțială a gazului necondensat din sistem poate fi ignorată în acest moment, indiferent de condensarea direcției de apă sublimat de produsul de la produsul. Căldura de sublimare a gheții este de aproximativ 2822J/g. Dacă procesul de sublimare nu furnizează căldură, produsul poate reduce doar energia internă pentru a compensa căldura de sublimare, iar sublimarea se va opri până când temperatura sa este echilibrată cu temperatura condensatorului. Pentru a menține diferența de temperatură între sublimare și condensare, trebuie să se prevadă suficientă căldură produsului.
