תנאים ומהירות של סובלימציה של Lyophilizer
כאשר לחץ האדים הרווי של קרח בטמפרטורה מסוימת גדול מהלחץ החלקי של אדי מים בסביבה, הוא יכול להתחיל להיבשל; היניקה והכיבוש של אדי מים על ידי הקבל הנמוכים מטמפרטורת המוצר היא תנאי הכרחי לתחזוקה. המרחק שמולקולת גז עובר בין שתי התנגשויות רצופות נקרא הנתיב החופשי הממוצע, והוא ביחס הפוך ללחץ. בלחץ רגיל, ערכו קטן מאוד, ומולקולות המים הסובלימיות יכולות להתנגש בקלות עם הגז ולחזור אל פני מקור הקיטור, כך שמהירות הסובלימציה איטית מאוד. ככל שהלחץ יורד מתחת ל 13.3PA, הנתיב החופשי הממוצע עולה פי 105, מה שהופך את מהירות הסובלימציה למהירה משמעותית יותר, ומולקולות המים המעופפות כמעט ולא משנות את היבטן, ובכך יוצרים זרימת קיטור כיוונית. משאבת הוואקום מתפקדת במייבש הקפאה להסרת גז קבוע לשמירה על הלחץ הנמוך הדרוש לסובלימציה. 1G של אדי מים הוא 1.25L בלחץ רגיל ומתרחב ל -10, 000 l ב 13.3pa. אי אפשר למשאבות ואקום רגילות להסיר נפח כה גדול בזמן היחידה. הקבל יוצר למעשה משאבת ואקום המוקדשת לכידת אדי מים. הטמפרטורה של המוצר והעיבוי היא בדרך כלל -25 תואר ו- -50. לחצי האדים הרוויים של קרח בטמפרטורה זו הם 63.3PA ו- 1.1PA בהתאמה, כך שיש הפרש לחץ ניכר בין משטח הסובלימציה לבין משטח העיבוי, אם ניתן להתעלם מהלחץ החלקי של הגז שאינו ניתן להמרה במערכת כדי להגיע לשטח על פני השטח על פני השטח בכיוון של פרוטוקציה. חום הסובלימציה של הקרח הוא בערך 2822J/g. אם תהליך הסובלימציה אינו מספק חום, המוצר יכול רק להפחית את האנרגיה הפנימית כדי לפצות על חום הסובלימציה, והסובלימציה תיפסק עד שהטמפרטורה שלו תאזן עם טמפרטורת הקבל. על מנת לשמור על הפרש הטמפרטורה בין סובלימציה לעיבוי, יש לספק חום מספיק למוצר.
