Tot el procés de liofilització és en realitat un procés en el qual la transferència de calor i massa (vapor d'aigua) es duen a terme al mateix temps. La velocitat de transferència de calor i massa afecten conjuntament la velocitat d'assecat, afectant així tot el cicle de liofilització. Tots els factors que afecten la transferència de calor i massa afectaran la velocitat d'assecat. En resum, els principals factors que afecten la transferència de calor i massa són:
1. Forma i composició dels materials
Segons la forma dels materials liofilitzats, normalment es divideixen en sòlids i líquids. La forma del sòlid i la concentració del líquid tenen una gran influència en la velocitat de liofilització.
2. Velocitat de precongelació
La mida del cristall format durant la congelació afecta molt la velocitat d'assecat i la velocitat de dissolució dels productes secs. Hi ha les següents diferències entre la congelació ràpida i la congelació lenta: els cristalls de gel produïts per la congelació ràpida són més petits i els produïts per la congelació lenta són més grans. Els grans cristalls de gel afavoreixen la sublimació, mentre que els petits cristalls de gel no afavoreixen la sublimació. La congelació ràpida condueix a una baixa taxa de sublimació i una ràpida taxa de desorció; La congelació lenta condueix a una velocitat de sublimació ràpida i una velocitat de resolució lenta.
3. Capacitat de càrrega
Quan els materials s'assequen per congelació, hi ha una certa relació entre la superfície i el gruix del material després de la subcàrrega als contenidors, és a dir, la liofilització està relacionada amb la capacitat de càrrega. La superfície i el gruix reduïts afavoreixen la sublimació de la humitat, la liofilització fàcil i la qualitat ideal. Durant l'assecat, la càrrega de pes sec i humit a la safata de material per unitat d'àrea és un factor important que determina el temps d'assecat. En general, com més prim sigui el gruix de l'apilament del material, més ràpida serà la velocitat de transferència de calor i massa, i més curt serà el temps d'assecat. Tanmateix, si el gruix del material és prim, hi ha menys materials assecats a cada lot per unitat d'àrea de liofilització, cosa que és desfavorable per millorar la producció per unitat d'àrea de liofilització i unitat de temps.
4. Pressió a la cambra d'assecat
La pressió a la cambra d'assecat afecta la velocitat de transferència de calor i massa. En termes de transferència de massa, com més baixa sigui la pressió, millor, mentre que en termes de transferència de calor, com més alta sigui la pressió, millor. La velocitat de transferència de massa està determinada principalment per la temperatura i la pressió de la interfície de sublimació i la superfície de la capa d'assecat. Per millorar la velocitat d'escapament del vapor d'aigua a la capa d'assecat, primer, augmenta la temperatura de la interfície de sublimació i augmenta la pressió del vapor d'aigua a la interfície; El segon és millorar el grau de buit de la cambra d'assecat i reduir la pressió del vapor a la superfície de la capa d'assecat.
5. Mode de transferència de calor
Segons la classificació tradicional, es pot dividir en conducció, convecció, radiació tèrmica i calefacció mitjana (escalfament per microones). Com que el procés d'assecat per sublimació implica la transferència de calor i massa (vapor d'aigua), la forma de transferència de calor per transferir calor als materials de manera més eficaç té un gran impacte en la velocitat d'assecat.
