概要

凍干過程中，通常產品溫度一直是最為大家所關注的。本文回答一個最近被問到最多的，關于產品溫度和板層溫度之間關系的問題。

一、問題：為什么一次干燥后期，產品溫度會超過板層溫度？

二、解答這個問題前，需要了解的基本理論

(1)  可以先去復習一下：凍干的基本概念（一）中熱的概念一節。

(2)  大家是否還記得，每次線下課。我像個老婆婆一樣一遍遍念叨，像個女教官一樣嚴厲要求大家必須記住的，熱由：傳導、對流、輻射三種方式進行傳遞。

傳導、對流、輻射，在讀文章的各位，也請跟著念三遍，并背下來。所以，你的產品溫度，也同樣是由通過：傳導、對流、輻射三種方式傳遞過來的熱量決定。

讓我們把這些效應翻譯到凍干機上：

•  傳導：就是你的板層溫度。板層溫度通過傳導的方式，將熱量傳遞給樣品。

•  對流：就是你的真空度。中式型凍干機，我們默認所有區域對流導致的熱量傳遞是相同的。工業型凍干機有可能出現真空度不均勻的現象，此處不深入討論。

•  輻射：溫度不同的區域，就會出現熱輻射。溫差越大，產生的熱輻射能量越多。

(3)  一次干燥結束，升華結束，不再存在升華過程吸收產品中的熱量。于是產品溫度和板層溫度一致。

三、一次干燥結束時，產品溫度高于板層溫度的原因

(1)  你的探頭檢測和顯示給你的樣品溫度，是傳導+對流+輻射三個效應一起作用而產生的溫度。

(2)  傳導是板層、對流為真空，默認相同。

(3)  輻射是和溫度差有關的。當你的一次干燥板層溫度設定值越低，腔體壁和板層之間的溫差就越大，熱輻射動力就越大。比如：板層溫度-30℃，腔體壁15℃。那這之間的45℃就是輻射的動力。溫差越大，輻射越多。

(4)  輻射還和你設備的保溫有關。當你的設備保溫做得越不好，輻射到樣品的熱量就越多。

(5)  輻射還和你的實驗操作方法有關。中式凍干的用戶，在后期的條件摸索中，強烈建議在樣品周圍放空瓶+用銀色鋁箔紙在樣品周圍做輻射保護+在腔體的透明門上蒙銀色鋁箔紙做熱輻射保護。

(6)  樣品溫度和板層溫度之間數值差異有多大，還和你使用的是何種探頭有關。PT100溫度探頭的測溫原理，是顯示金屬頭包裹的所有區域的平均溫度。熱電偶是檢測點的溫度。所以PT100探頭顯示的數據偏差也會更大，和熱電偶相比。

(7)  還和你放置探頭的西林瓶所在板層的位置有關。同一板層上，不同位置西林瓶的溫度也會不同（也是因為熱輻射導致）。

四、二次干燥后期，產品溫度低于板層溫度的原因

大家也許還會觀察到，在二次干燥后期，產品溫度會低于板層溫度，如下圖右邊的圈：

背后的原理，也是一樣的。只是：

•  一次干燥過程中，板層溫度低于環境溫度，環境在給樣品做熱輻射。

•  二次干燥過程中，板層溫度高于環境溫度，環境給樣品做冷輻射。

差異多大，要看大家工藝設定的溫度，以及同樣考察以上羅列出的各種變量。

關于產品溫度的問題，還有：

•  為什么凍干曲線上，產品溫度超過了塌陷溫度，但產品是沒問題的？

•  為什么有時候，尤其是在板層溫度升溫過程中，會出現產品溫度突然降低的現象。

這兩個內容如果感興趣的用戶比較多，也可以寫。最后，希望大家多多轉發，幫助更多有類似問題的同學解決實際工作中的問題。

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