Cały proces liofilizacji jest właściwie procesem, w którym wymiana ciepła i masy (para wodna) odbywa się jednocześnie. Szybkość wymiany ciepła i masy łącznie wpływają na szybkość suszenia, wpływając w ten sposób na cały cykl liofilizacji. Wszystkie czynniki wpływające na przenoszenie ciepła i masy będą miały wpływ na szybkość suszenia. Podsumowując, głównymi czynnikami wpływającymi na wymianę ciepła i masy są:
1. Forma i skład materiałów
Ze względu na formę materiałów liofilizowanych zwykle dzieli się je na stałe i płynne. Kształt ciała stałego i stężenie cieczy mają duży wpływ na szybkość liofilizacji.
2. Szybkość przed zamrażaniem
Wielkość kryształów powstałych podczas zamrażania ma duży wpływ na szybkość suszenia i szybkość rozpuszczania suszonych produktów. Między szybkim a wolnym zamrażaniem występują następujące różnice: kryształki lodu wytwarzane przez szybkie zamrażanie są mniejsze, a te wytwarzane przez powolne zamrażanie są większe. Duże kryształki lodu sprzyjają sublimacji, podczas gdy małe kryształki lodu nie sprzyjają sublimacji. Szybkie zamrażanie prowadzi do niskiego tempa sublimacji i szybkiego tempa desorpcji; Powolne zamrażanie prowadzi do szybkiego tempa sublimacji i wolnego tempa rozdzielczości.
3. Ładowność
Gdy materiały są liofilizowane, istnieje pewien stosunek między powierzchnią a grubością materiału po doładowaniu do pojemników, co oznacza, że liofilizacja jest związana z ładownością. Niewielka powierzchnia i grubość sprzyja sublimacji wilgoci, łatwemu liofilizacji i idealnej jakości. Podczas suszenia obciążenie suchej mokrej masy na tacę materiału na jednostkę powierzchni jest ważnym czynnikiem określającym czas suszenia. Ogólnie rzecz biorąc, im cieńsza grubość ułożonego materiału, tym szybsza prędkość transferu ciepła i masy oraz krótszy czas schnięcia. Jednakże, jeśli grubość materiału jest cienka, w każdej partii jest mniej suszonych materiałów na jednostkę powierzchni liofilizacji, co jest niekorzystne dla poprawy wydajności na jednostkę powierzchni liofilizacji i jednostki czasu.
4. Ciśnienie w komorze suszenia
Ciśnienie w komorze suszenia wpływa na szybkość wymiany ciepła i masy. Pod względem wymiany masy im niższe ciśnienie, tym lepiej, a pod względem wymiany ciepła im wyższe ciśnienie, tym lepiej. Szybkość wnikania masy zależy głównie od temperatury i ciśnienia interfejsu sublimacji oraz powierzchni warstwy schnącej. Aby poprawić szybkość ulatniania się pary wodnej w warstwie wysychającej, najpierw zwiększ temperaturę interfejsu sublimacyjnego i zwiększ ciśnienie pary wodnej na interfejsie; Drugim jest poprawa stopnia podciśnienia komory suszącej i zmniejszenie ciśnienia pary na powierzchni warstwy suszącej.
5. Tryb wymiany ciepła
Zgodnie z tradycyjną klasyfikacją można je podzielić na przewodzenie, konwekcję, promieniowanie cieplne i ogrzewanie średnie (ogrzewanie mikrofalowe). Ponieważ proces suszenia sublimacyjnego polega na przekazywaniu ciepła i masy (pary wodnej), sposób przekazywania ciepła w celu efektywniejszego przekazywania ciepła materiałom ma duży wpływ na szybkość suszenia.
