Air adalah zat penting yang membentuk kehidupan, dan air ada dalam berbagai bentuk dalam sistem biologis. Salah satunya disebut air bebas dalam bentuk larutan atau suspensi, yang dapat membeku saat dibekukan; yang lainnya berikatan hidrogen dengan beberapa gugus polar, termasuk struktur jaringan yang dibentuk oleh gugus polar. Diantaranya, bagian air ini tidak membeku bahkan pada suhu yang sangat rendah, yang disebut air terikat; selain itu, ada bentuk air lain dalam sistem biologi yang masih belum jelas.
Proses pembekuan air adalah sebagai berikut: ketika suhu air turun ke titik beku 0 derajat , jika tidak ada inti kristal, air tidak membeku, suhu terus turun, dan air tetap dalam keadaan cair, yang disebut pendinginan air; Ketika ada beberapa zat asing di dalam air, zat asing tersebut menjadi inti pembekuan air, sehingga molekul air mengambil inti sebagai inti dan bergabung menjadi struktur kisi padat dalam susunan tertentu.
Setelah pembekuan dimulai, suhu akan naik dengan cepat dari suhu superdingin ke {{0}} derajat (disebabkan oleh eksoterm selama pembekuan), dan akan tetap tidak berubah pada 0 derajat selama proses pembekuan , dan suhu akan berlanjut hanya setelah semua air membeku. menolak. Jumlah dan ukuran kristal es dipengaruhi oleh dua faktor; yaitu, laju nukleasi dan laju pertumbuhan kristal. Laju pertumbuhan nuklei meningkat mendekati derajat 0 dan laju nukleasi sangat rendah, sehingga menahan selama beberapa waktu pada derajat 0 akan menghasilkan beberapa kristal dengan ukuran besar; lebih dari 0 derajat, kristal dengan jumlah besar dan ukuran kecil akan diperoleh saat membekukan pada suhu yang lebih rendah.
Titik beku dan titik didih larutan berbeda dengan pelarut dan zat terlarut, dan memiliki titik beku dan titik Tao yang berbeda dengan konsentrasi zat terlarut. Ambil larutan berair sebagai contoh untuk menggambarkan proses koagulasi larutan. Kondensasi larutan air berbeda dari air murni. Itu tidak sepenuhnya terkondensasi menjadi padat pada suhu tetap tertentu. Ketika suhu larutan turun ke suhu tertentu, kristal mulai mengendap. Saat suhu menurun, jumlah kristal terus meningkat. mengental. Oleh karena itu, larutan mengembun dalam kisaran suhu tertentu. Suhu di mana kristal mulai mengendap selama pendinginan disebut titik beku larutan, dan suhu di mana larutan mengembun sepenuhnya disebut titik beku larutan, yang merupakan titik suhu di mana semua zat terlarut dan pelarut mengkristal. . Selama proses kristalisasi larutan, konsentrasi larutan akan meningkat, titik beku akan menurun, larutan encer akan menjadi larutan pekat, dan lambat laun menjadi larutan jenuh. Ketika suhu terus menurun, karena penurunan kelarutan, kristal zat terlarut akan diendapkan, dan akhirnya menjadi kristal es Campuran eutektik dengan kristal zat terlarut, suhu saat ini adalah suhu eutektik larutan. Proses ini juga merupakan proses eksotermis, dengan supercooling dan pendataran pada kurva pembekuan seperti pembekuan air.
Sebagian besar produk beku adalah larutan berair, beberapa merupakan larutan berair dari bahan-bahan terkenal, dan beberapa merupakan campuran larutan dan suspensi.
Beberapa cairan dengan komposisi kompleks akan membentuk dua keadaan saat membeku, satu adalah keadaan kristal dan yang lainnya adalah keadaan amorf (disebut juga keadaan kaca). Jika keadaan kristal terbentuk, suhu di mana ia benar-benar membeku atau mengeras disebut titik eutektik; jika keadaan kaca terbentuk, suhu di mana ia membeku atau menua sepenuhnya disebut suhu transisi kaca.
Konsentrasi larutan sangat penting untuk liofilisasi, dapat mempengaruhi waktu liofilisasi dan kualitas produk, konsentrasi terlalu tinggi atau terlalu rendah
Keduanya merugikan pengeringan beku. Jika konsentrasi terlalu tinggi, bahan kering setelah pengeringan akan terlalu banyak, kepadatan akan tinggi, dan pembubaran akan lambat. Saat pengeringan, laju sublimasi akan terpengaruh, bahkan pelelehan pun akan terjadi. Konsentrasi terlalu rendah, terlalu sedikit bahan kering setelah pengeringan lambat untuk membentuk struktur rumpun, produk terlihat seperti kapas, atau rata
Akan dibawa ke luar wadah oleh aliran udara sublimasi. Konsentrasi produk lyophilized harus antara 4 persen dan 25 persen, dengan 10 persen sampai 15 persen menjadi yang terbaik. Tingkat konsentrasi juga akan mempengaruhi titik beku produk, seperti larutan berair natrium klorida, bila konsentrasinya 18,8 persen , titik bekunya -15 derajat , dan bila konsentrasinya 23 persen , titik bekunya adalah -21 derajat .
