В чем разница между «вакуумной» сушкой и лиофилизацией?
Как уже известно внимательному читателю, эффекту испарения (переходу из жидкого состояния в газообразное) соответствует технология сушки, а технологии лиофилизации – эффект возгонки («прямой» переход из твердого состояния в газообразное, минуя жидкую фазу). Напомним, что оба этих процесса можно определить одним понятием – дегидратация, так же как и понятие «вакуумной» сушки, о котором мы сегодня коротко поговорим.
Альпинистам хорошо знаком эффект снижения температуры кипения воды в горах. Чем выше они поднимаются, тем сложнее согреться горячим напитком, потому что кипение происходит при все меньшей температуре: от 100 °C на уровне моря до 69 °C на вершине Эвереста. Связан этот эффект с более низким атмосферным давлением при повышении высоты: можно сказать, что атмосфера все меньше «мешает» парам воды испаряться с поверхности жидкости. Таким образом, при одинаковой температуре, но снижении атмосферного давления – испарение ускоряется.
Если условия пониженного давления организовать на уровне моря, то температура кипения воды также будет ниже, чем при нормальном атмосферном давлении. Кроме того, снижая давление воздуха над поверхностью, с которой испаряется вода, мы ускоряем этот процесс и можем проводить его все быстрее, снижая давление все больше. Важно подчеркнуть, что это «ускорение» сушки происходит без повышения температуры воды.
Таким образом, «вакуумная» сушка — это процесс, основанный на эффекте испарения, но происходящий при давлении ниже атмосферного. Минимально допустимое давление, при котором еще возможна сушка, – около 611 Па (примерно 4,5 мм рт. ст.). Оно соответствует тройной точке воды, ниже которого уже происходит только возгонка, т. е. начинаются процессы лиофилизации.
Условное ограничение «сверху» – атмосферное давление, при котором происходят процессы «обычной» сушки. Мы назвали ограничение условным потому, что испарение может происходить и при более высоких давлениях, просто медленнее. При давлениях выше атмосферного будет выше и температура кипения – например, 110 или 120 градусов Цельсия, но происходить это будет уже не в вакуумных объемах, а в автоклавах, но это предмет другого обсуждения.
Альпинистам хорошо знаком эффект снижения температуры кипения воды в горах. Чем выше они поднимаются, тем сложнее согреться горячим напитком, потому что кипение происходит при все меньшей температуре: от 100 °C на уровне моря до 69 °C на вершине Эвереста. Связан этот эффект с более низким атмосферным давлением при повышении высоты: можно сказать, что атмосфера все меньше «мешает» парам воды испаряться с поверхности жидкости. Таким образом, при одинаковой температуре, но снижении атмосферного давления – испарение ускоряется.
Если условия пониженного давления организовать на уровне моря, то температура кипения воды также будет ниже, чем при нормальном атмосферном давлении. Кроме того, снижая давление воздуха над поверхностью, с которой испаряется вода, мы ускоряем этот процесс и можем проводить его все быстрее, снижая давление все больше. Важно подчеркнуть, что это «ускорение» сушки происходит без повышения температуры воды.
Таким образом, «вакуумная» сушка — это процесс, основанный на эффекте испарения, но происходящий при давлении ниже атмосферного. Минимально допустимое давление, при котором еще возможна сушка, – около 611 Па (примерно 4,5 мм рт. ст.). Оно соответствует тройной точке воды, ниже которого уже происходит только возгонка, т. е. начинаются процессы лиофилизации.
Условное ограничение «сверху» – атмосферное давление, при котором происходят процессы «обычной» сушки. Мы назвали ограничение условным потому, что испарение может происходить и при более высоких давлениях, просто медленнее. При давлениях выше атмосферного будет выше и температура кипения – например, 110 или 120 градусов Цельсия, но происходить это будет уже не в вакуумных объемах, а в автоклавах, но это предмет другого обсуждения.