2019-12-09
Co to jest liofilizator?Jak to działa?
Liofilizator oraz liofilizatorsą synonimami tego samego sprzętu.Liofilizator wykonuje proces usuwania wody zwykle używany do konserwacji materiałów łatwo psujących się, w celu przedłużenia okresu przydatności do spożycia lub uczynienia materiału wygodniejszym w transporcie.Liofilizatory działają poprzez zamrażanie materiału, a następnie zmniejszanie ciśnienia i dodawanie ciepła, aby umożliwić sublimację zamrożonej wody w materiale.
Liofilizator działa w trzech fazach, z których pierwszą i najważniejszą jest faza zamrażania.Właściwe suszenie sublimacyjne może skrócić czas suszenia o 30%.
Liofilizatory wykorzystują różne metody zamrażania produktu.Zamrażanie można wykonać w zamrażarce, schłodzonej kąpieli (zamrażarka skorupowa) lub na półce w liofilizatorze.Liofilizator schładza materiał poniżej jego punktu potrójnego, aby zapewnić sublimację, a nie topienie.Pozwala to zachować fizyczną formę materiału.
Liofilizator najłatwiej liofilizuje duże kryształki lodu, które można wytworzyć przez powolne zamrażanie lub wyżarzanie.Jednak w przypadku materiałów biologicznych, gdy kryształy są zbyt duże, mogą pękać ściany komórkowe, co prowadzi do mniej niż idealnych wyników suszenia sublimacyjnego.Aby temu zapobiec, zamrażanie odbywa się szybko.W przypadku materiałów, które mają tendencję do wytrącania się, można zastosować wyżarzanie.Proces ten obejmuje szybkie zamrażanie, a następnie podnoszenie temperatury produktu, aby umożliwić wzrost kryształów.
Druga faza liofilizatora to suszenie pierwotne (sublimacja), w którym następuje obniżenie ciśnienia i doprowadzenie ciepła do materiału w celu sublimacji wody.Podciśnienie liofilizatora przyspiesza sublimację.Zimny kondensator liofilizatora zapewnia powierzchnię do przylegania i krzepnięcia pary wodnej.Skraplacz chroni również pompę próżniową przed parą wodną.W tej fazie usuwa się około 95% wody zawartej w materiale.Suszenie wstępne może być procesem powolnym.Zbyt dużo ciepła może zmienić strukturę materiału.
Ostatnią fazą liofilizatora jest suszenie wtórne (adsorpcja), podczas którego usuwane są związane jonowo cząsteczki wody.Podnosząc temperaturę do wyższej niż w pierwotnej fazie suszenia, wiązania pomiędzy materiałem a cząsteczkami wody zostają zerwane.Liofilizowane materiały zachowują porowatą strukturę.Po zakończeniu procesu liofilizacji próżnia może zostać przerwana gazem obojętnym przed uszczelnieniem materiału.Większość materiałów można wysuszyć do wilgotności resztkowej 1-5%.
· Podgrzanie produktu do zbyt wysokiej temperatury może spowodować jego stopienie lub zapadnięcie się produktu
· Przeciążenie skraplacza spowodowane zbyt dużą ilością pary uderzającej w skraplacz.
Za dużo tworzenia pary
Zbyt duża powierzchnia
Zbyt mały obszar skraplacza
Niewystarczające chłodzenie
· Zadławienie parowe – para wytwarzana jest szybciej niż może przedostać się przez port parowy, port pomiędzy komorą produktu a skraplaczem, powodując wzrost ciśnienia w komorze.
Oto kilka ważnych terminów związanych z liofilizatorami.Pełną listę znajdziesz na naszej stronie z terminologią liofilizacji.
To punkt, w którym produkt istnieje tylko w fazie stałej, reprezentujący minimalną temperaturę topnienia.Nie wszystkie produkty mają punkt eutektyczny lub może istnieć wiele punktów eutektycznych.
Podczas liofilizacji maksymalna temperatura produktu przed pogorszeniem jego jakości przez topnienie lub zapadanie się.
Po zamrożeniu materiał tworzy kryształy.
Ma punkt eutektyczny lub wiele punktów eutektycznych
Szybkie zamrażanie tworzy małe kryształki, które trudno wysuszyć
Wyżarzanie może pomóc w tworzeniu większych kryształów
Mieszaniny wieloskładnikowe, które nie krystalizują i nie posiadają punktu eutektycznego.Zamieniają się w „szkło”.
Nie ma punktu eutektycznego
W przypadku materiałów amorficznych suszenie sublimacyjne należy przeprowadzić poniżej temperatury zeszklenia
Punkt, w którym produkt mięknie do tego stopnia, że nie jest już w stanie podtrzymywać własnej struktury.Może to stanowić problem z wielu powodów:
Utrata fizycznej struktury
Niepełne suszenie
Zmniejszona rozpuszczalność
Dużo ablacji (splat)
Wyślij zapytanie bezpośrednio do nas
