जल एक महत्वपूर्ण पदार्थ है जो जीवन का निर्माण करता है, और जल जैविक प्रणालियों में विभिन्न रूपों में मौजूद है। एक को घोल या निलंबन के रूप में मुफ्त पानी कहा जाता है, जो जमने पर जम सकता है; दूसरा कुछ ध्रुवीय समूहों के लिए हाइड्रोजन-बॉन्ड है, जिसमें ध्रुवीय समूहों द्वारा गठित नेटवर्क संरचना शामिल है। उनमें से पानी का यह हिस्सा बेहद कम तापमान पर भी नहीं जमता, जिसे बाउंड वॉटर कहा जाता है; इसके अलावा, जैविक प्रणालियों में पानी के अन्य रूप भी हैं जो अभी भी अस्पष्ट हैं।
पानी के जमने की प्रक्रिया इस प्रकार है: जब पानी का तापमान 0 डिग्री के हिमांक बिंदु तक गिर जाता है, अगर क्रिस्टल नाभिक की कमी होती है, तो पानी जमता नहीं है, तापमान गिरता रहता है, और जल द्रव अवस्था में रहता है, जिसे जल का अतिशीतलन कहते हैं; जब पानी में कुछ बाहरी पदार्थ होते हैं, तो विदेशी पदार्थ पानी के जमने के नाभिक बन जाते हैं, इसलिए पानी के अणु नाभिक को कोर के रूप में लेते हैं और एक निश्चित व्यवस्था में एक ठोस जाली संरचना में जुड़ जाते हैं।
ठंड शुरू होने के बाद, तापमान तेजी से सुपरकूल्ड तापमान से {{0}} डिग्री (ठंड के दौरान एक्सोथर्म के कारण) तक बढ़ जाएगा, और यह ठंड प्रक्रिया के दौरान 0 डिग्री पर अपरिवर्तित रहेगा , और सारा पानी जमने के बाद ही तापमान जारी रहेगा। पतन। बर्फ के क्रिस्टल की संख्या और आकार दो कारकों से प्रभावित होते हैं; अर्थात्, न्यूक्लिएशन दर और क्रिस्टल विकास दर। नाभिक की वृद्धि दर 0 डिग्री के करीब बढ़ जाती है और न्यूक्लिएशन दर बहुत कम होती है, इसलिए 0 डिग्री पर कुछ समय तक रखने से बड़े आकार के कुछ क्रिस्टल का उत्पादन होगा; 0 डिग्री से अधिक, कम तापमान पर जमने पर बड़ी संख्या और छोटे आकार के क्रिस्टल प्राप्त होंगे।
घोल का हिमांक और क्वथनांक विलायक और विलेय से भिन्न होते हैं, और इसमें विलेय की सांद्रता के साथ अलग-अलग हिमांक और ताओ बिंदु होते हैं। एक समाधान की जमावट प्रक्रिया को उदाहरण के रूप में एक जलीय घोल लें। जलीय विलयन का संघनन शुद्ध जल के संघनन से भिन्न होता है। यह एक निश्चित निश्चित तापमान पर पूरी तरह से ठोस में संघनित नहीं होता है। जब घोल का तापमान एक निश्चित तापमान तक गिर जाता है, तो क्रिस्टल अवक्षेपित होने लगते हैं। जैसे-जैसे तापमान घटता है, क्रिस्टलों की संख्या बढ़ती जाती है। जमना। इसलिए, समाधान एक निश्चित तापमान सीमा के भीतर संघनित होता है। ठंडा करने के दौरान जिस तापमान पर क्रिस्टल अवक्षेपित होने लगते हैं, उसे विलयन का हिमांक कहा जाता है, और जिस तापमान पर विलयन पूरी तरह से संघनित हो जाता है, उसे विलयन का हिमांक कहा जाता है, जो वह तापमान बिंदु होता है, जिस पर सभी विलेय और विलायक क्रिस्टलीकृत होते हैं। . समाधान की क्रिस्टलीकरण प्रक्रिया के दौरान, समाधान की एकाग्रता में वृद्धि होगी, हिमांक कम हो जाएगा, पतला समाधान एक केंद्रित समाधान बन जाएगा, और धीरे-धीरे एक संतृप्त समाधान बन जाएगा। जब तापमान में कमी जारी रहती है, तो घुलनशीलता में कमी के कारण, विलेय क्रिस्टल अवक्षेपित हो जाते हैं, और अंत में बर्फ के क्रिस्टल बन जाते हैं। विलेय क्रिस्टल के साथ यूटेक्टिक मिश्रण, इस समय का तापमान घोल का यूटेक्टिक तापमान है। यह प्रक्रिया भी एक एक्ज़ोथिर्मिक प्रक्रिया है, जिसमें सुपरकूलिंग और पानी के जमने की तरह हिमांक वक्र पर एक पठार होता है।
अधिकांश जमे हुए उत्पाद जलीय घोल हैं, कुछ प्रसिद्ध अवयवों के जलीय घोल हैं, और कुछ घोल और निलंबन के मिश्रण हैं।
जटिल संघटन वाले कुछ तरल पदार्थ जमने पर दो अवस्थाएँ बनाते हैं, एक क्रिस्टलीय अवस्था होती है और दूसरी अनाकार अवस्था (जिसे कांच अवस्था भी कहा जाता है)। यदि एक क्रिस्टलीय अवस्था बनती है, तो वह तापमान जिस पर यह पूरी तरह से जम जाता है या जम जाता है, यूटेक्टिक बिंदु कहलाता है; यदि कांच जैसी अवस्था बनती है, तो जिस तापमान पर यह जम जाता है या पूरी तरह से पुराना हो जाता है, उसे कांच संक्रमण तापमान कहा जाता है।
लियोफिलाइजेशन के लिए समाधान की एकाग्रता बहुत महत्वपूर्ण है, यह लियोफिलाइजेशन के समय और उत्पाद की गुणवत्ता को प्रभावित कर सकती है, एकाग्रता बहुत अधिक या बहुत कम है
दोनों फ्रीज-सुखाने के लिए हानिकारक हैं। यदि सघनता बहुत अधिक है, तो सूखने के बाद बहुत अधिक शुष्क पदार्थ होगा, घनत्व अधिक होगा, और विघटन धीमा होगा। सूखने पर, उच्च बनाने की क्रिया दर प्रभावित होगी, और यहां तक कि पिघलना भी होगा। बहुत कम सांद्रता, बहुत कम शुष्क पदार्थ धीरे-धीरे सूखने के बाद एक क्लंप संरचना बनाने के लिए, उत्पाद कपास की तरह दिखता है, या यहां तक कि
उर्ध्वपातन एयरफ्लो द्वारा कंटेनर के बाहर ले जाया जाएगा। लैओफिलिज्ड उत्पाद की एकाग्रता 4 प्रतिशत और 25 प्रतिशत के बीच होनी चाहिए, जिसमें 10 प्रतिशत से 15 प्रतिशत सर्वोत्तम है। एकाग्रता का स्तर उत्पाद के ठंडक बिंदु को भी प्रभावित करेगा, जैसे सोडियम क्लोराइड जलीय घोल, जब एकाग्रता 18.8 प्रतिशत होती है, हिमांक बिंदु -15 डिग्री होता है, और जब एकाग्रता 23 प्रतिशत होती है, तो ठंडक बिंदु -21 डिग्री है।
