Der gewöhnliche Typ des Silikonöl-Gefriertrockners (Lyophilizer) ist eine in der Gefriertrocknertechnologie häufig verwendete Geräte, die unter Verwendung von Tieftemperaturen und Vakuum die Feuchtigkeit in den Materialien entfernen und die Struktur und Aktivität des Materials beibehalten, die in der pharmazeutischen, biologischen, Lebensmittel- und anderen Industrien weit verbreitet ist. Der Gefriertrocknerprozess umfasst mehrere wichtige Schritte, und hier finden Sie eine detaillierte Beschreibung der Anwendung des Gefriertrocknerprozesses der Anlage:
Gefrierphase (Kühlphase)
Temperatureinstellung: Während der Gefrierphase des Gefriertrockners wird das Material auf eine niedrige Temperatur gekühlt, in der Regel von -40 ° C bis -80 ° C. Durch das Siliziumöl-Kreislaufheizungs- oder Kühlsystem des Lagerkühlsystems wird sichergestellt, dass die Probentemperatur auf die gewünschte niedrige Temperatur sinkt.
Feuchtigkeitsfrieren: Die Feuchtigkeit im Material wird in dieser Phase schnell zu Eiskristallen einfrieren. Bei der Gefriertrocknung hat die Bildung von Eiskristallen einen großen Einfluss auf die Struktur und die Qualität des Materials. Größe, Verteilung und Form von Eiskristallen beeinflussen direkt die Qualität des gefriertrockneten Endprodukts.
Erste Trocknungsphase (Sublimationsphase)
Vakuumbedingungen: Nach dem Gefrieren gelangt das Material in Vakuumbedingungen, die normalerweise unter einem Druck von weniger als 1 Pa kontrolliert werden. In dieser Vakuumumgebung wird der Eiskristall durch Sublimation in Wasserdampf umgewandelt, der sich direkt vom Feststoff in Gas verwandelt und die Bildung von Flüssigkeiten vermeidet.
Temperaturregelung: Die Temperaturregelung in der primären Trocknungsphase ist sehr wichtig, in der Regel zwischen -20 ° C und -50 ° C. Zu hohe Temperaturen können Eiskristalle schmelzen, zu niedrige können zu langsamer Sublimation führen und den Trocknungseffekt beeinflussen.
Die Rolle von Silikonöl: Silikonöl liefert Wärme für das Lager durch Heizung und Leitung, um die richtige Sublimationstemperatur des Materials zu gewährleisten. Das Siliziumöl-Zirkulationssystem für die Aufstellung und Abschaltung hilft dabei, konstante Temperaturbedingungen aufrechtzuerhalten und die Auswirkungen von Temperaturschwankungen zu vermeiden.
Sekundäre Trocknungsphase (Adsorptionsphase)
Entfernung von Feuchtigkeit: Obwohl der größte Teil der Feuchtigkeit durch Sublimation entfernt wurde, bleibt nach der ersten Trocknung eine kleine Menge an Feuchtigkeit übrig. Das Ziel der sekundären Trocknungsphase besteht darin, diese restliche Feuchtigkeit zu entfernen, in der Regel durch langsame Erwärmung und geringes Vakuum.
Erhöhte Temperatur: Die Temperatur in der sekundären Trocknungsphase wird in der Regel auf 20 °C bis 40 °C eingestellt, um der Wasserverdampfung zu helfen. Das Hauptziel dieser Phase ist es, den Feuchtigkeitsgehalt des Materials zu reduzieren, damit es den endgültigen Trocknungsstandard erreicht.
Feuchtigkeitsabsorption: Durch Verringerung des Vakuums und entsprechende Erwärmung wird die restliche Feuchtigkeit weiter entfernt. Die Wärme, die von Siliziumölsystemen bereitgestellt wird, ist in dieser Phase besonders wichtig, um eine gleichmäßige Trocknung des Materials sicherzustellen.
4. Gefriertrocknende Ende und Produktausgabe
Produktfreisetzung: Sobald die sekundäre Trocknung abgeschlossen ist, ist der Feuchtigkeitsgehalt in der Probe auf den Zielbereich zurückgegangen, normalerweise etwa 2% -5%. Zu diesem Zeitpunkt ist das Material gefriergetrocknet und hat eine sehr geringe Feuchtigkeitsaktivität, leicht zu lagern und nicht leicht zu verfallen.
Vakuumleistung: Um zu verhindern, dass das Material durch Lufteintritt feucht wird, löst die Gefriertrockner zunächst das Vakuum und kehrt allmählich in den Normaldruckzustand zurück.
Anwendung des Gefriertrocknenprozesses:
Der Gefriertrocknerprozess des gewöhnlichen Silikonöl-Gefriertrockners ist in vielen Bereichen weit verbreitet, darunter hauptsächlich die folgenden Aspekte:
1. Pharmaindustrie
Impfstoffe und biologische Präparate: Die Gefriertrocknung wird zur Herstellung von Impfstoffen, Antikörpern und anderen biologischen Präparaten verwendet, die ihre Wirkstoffe effektiv aufbewahren und eine durch hohe Temperatur oder Feuchtigkeit verursachte Inaktivierung verhindern.
Feste orale Dosierungsform: Einige Medikamente, wie Antibiotika, Hormone usw., werden durch den Gefriertrocknenprozess in trockenes Pulver umgewandelt, um die Lagerung und den Transport zu erleichtern.
2. Lebensmittelindustrie
Sofortlösliche Lebensmittel: wie Kaffee, Suppe, Obst usw. können Gefriertrockner den ursprünglichen Geschmack und die Nährstoffe der Lebensmittel beibehalten und langfristig gelagert werden.
Nahrungsmittel: Zum Beispiel kann die Gefriertrocknerung von hochwertigen Lebensmitteln die Qualität von Lebensmitteln verbessern, ihren ursprünglichen Geschmack bewahren und die Haltbarkeitsdauer verlängern.
3. Biotechnologie
Gefriertrocknen von Zellen und Mikroorganismen: Biologische Proben wie Zellen, Enzyme, Mikroorganismen usw. erhalten ihre Aktivität häufig durch Gefriertrocknen. Dieser Prozess ermöglicht es biologischen Proben, bei Bedarf wieder Wasser zu erhalten, um ihre biologische Aktivität wiederherzustellen.
4. Chemikalien und Feinchemikalien
Einige Chemikalien oder Feinchemikalien müssen die Feuchtigkeit durch Gefriertrocknen entfernen, um ihre Reinheit und Stabilität zu erhalten.
Zusammenfassung:
Der Gefriertrocknerprozess eines gewöhnlichen Silikonöl-Gefriertrockners kann die Feuchtigkeit aus dem Material effektiv entfernen und gleichzeitig die Struktur, die Aktivität und die Nährstoffe des Materials beibehalten. Seine Anwendungen spielen nicht nur in den Bereichen Pharma, Lebensmittel und Biotechnologie eine wichtige Rolle, sondern werden auch in den Bereichen Chemie und Forschung weit verbreitet. Durch die präzise Kontrolle von Temperatur, Druck und Zeit wird sichergestellt, dass das Material eine optimale Gefriertrocknungswirkung erzielt.