Vriesdroogtechnologie

Vriesdroogtechnologie, een van de methoden om te voorkomen dat het materiaal bederft en bederft, is om de stof die veel vocht bevat van tevoren te bevriezen en vervolgens het vaste water direct onder vacuüm te sublimeren, en de stof zelf blijft bij het invriezen in de ijsplaat, dus het verandert niet na het drogen. Vast water absorbeert warmte tijdens sublimatie, waardoor de temperatuur van het product zelf daalt en de sublimatiesnelheid wordt vertraagd. Om de sublimatiesnelheid te verhogen en de droogtijd te verkorten, moet het product goed worden verwarmd. Het hele drogen wordt uitgevoerd bij een lagere temperatuur.

Voordelen A, vriesdrogen wordt uitgevoerd bij lage temperatuur, dus het is bijzonder geschikt voor veel warmtegevoelige stoffen. Zoals eiwitten, micro-organismen en dergelijke zullen de biologische vitaliteit niet denatureren of verliezen. Daarom wordt het veel gebruikt in de geneeskunde. 2. Bij het drogen bij lage temperatuur gaan sommige vluchtige componenten in de stof zeer weinig verloren, wat geschikt is voor sommige chemische producten, medicijnen en het drogen van voedsel. 3. Tijdens het vriesdroogproces kunnen de groei van micro-organismen en de rol van enzymen niet worden uitgevoerd, waardoor de oorspronkelijke eigenschappen behouden kunnen blijven. 4. Door het drogen in bevroren toestand is het volume vrijwel onveranderd, blijft de oorspronkelijke structuur behouden en zal het concentratieverschijnsel niet optreden. 5. De gedroogde stof lost snel en volledig op na het toevoegen van water en keert vrijwel onmiddellijk terug naar de oorspronkelijke eigenschappen. 6. Omdat het drogen onder vacuüm wordt uitgevoerd, is er zeer weinig zuurstof, waardoor sommige gemakkelijk te oxideren stoffen worden beschermd. 7. Door het drogen kan meer dan 95-99% van het water worden geëlimineerd, zodat het product na het drogen lange tijd kan worden bewaard zonder verslechtering. Daarom wordt vriesdrogen veel gebruikt in de farmaceutische industrie, de voedingsindustrie, wetenschappelijk onderzoek en andere sectoren. Toepassing Vriesdrogen van producten moet worden uitgevoerd in een bepaald apparaat. Dit apparaat wordt een vacuümvriesdroger genoemd, een lyohilizer genoemd. De lyofilizer is verdeeld in vier hoofdonderdelen: koelsysteem, vacuümsysteem, verwarmingssysteem en regelsysteem. Volgens de structuur bestaat het uit een gevriesdroogde doos of een droogdoos, een condensor of een waterdampcondensor, een vriezer, een vacuümpomp en kleppen en elektrische regelcomponenten. De gevriesdroogde doos is een doos met hoge en lage temperatuur die kan worden gekoeld tot ongeveer -40 ° C en verwarmd tot ongeveer + 50 ° C. Het is ook een gesloten container die in een vacuüm kan worden gepompt. Het is het belangrijkste onderdeel van de lyofilizer. De producten die moeten worden gevriesdroogd, worden op de gelaagde metalen plaatlaag in de doos geplaatst, ingevroren en onder vacuüm verwarmd om het water in het product te sublimeren en te drogen. De condensor is ook een vacuüm afgesloten container. Er is een groot oppervlak metalen adsorptieoppervlak erin. De temperatuur van het adsorptieoppervlak kan worden verlaagd tot -40 ° C en deze lage temperatuur kan constant worden gehandhaafd. De functie van de condensor is om de waterdamp te bevriezen die is gesublimeerd door de producten in de gevriesdroogde doos en deze te adsorberen op het metalen oppervlak. De lyohilizer, condensor, vacuümpijp en klep vormen samen met de vacuümpomp het vacuümsysteem van de lyofilizer. Het vacuümsysteem vereist geen luchtlekkage. De vacuümpomp is een belangrijk onderdeel van het vacuümsysteem om een vacuüm tot stand te brengen. Het vacuümsysteem is essentieel voor de snelle sublimatie en het drogen van het product. Het koelsysteem bestaat uit een vriezer, een gevriesdroogde doos en pijpen in de condensor. De vriezer kan twee sets onafhankelijk van elkaar zijn, of een set kan samen worden gebruikt. De functie van de vriezer is om de gevriesdroogde doos en de condensor te koelen om de lage temperatuur te genereren en te behouden die nodig is voor hun werking. Het heeft twee methoden: directe koeling en indirecte koeling. Het verwarmingssysteem heeft verschillende verwarmingsmethoden voor verschillende gevriesdroogde drogers. Sommigen gebruiken een directe elektrische verwarmingsmethode; sommigen gebruiken een tussenmedium voor verwarming en een pomp circuleert het tussenliggende medium continu. De functie van het verwarmingssysteem is om het product in de gevriesdroogde doos te verwarmen, zodat het vocht in het product continu wordt gesublimeerd en voldoet aan de gespecificeerde vereisten voor restvocht. Het besturingssysteem bestaat uit verschillende bedieningsschakelaars, instrumenten voor indicatoraanpassing (zie figuur 1) en enkele automatische apparaten, enz. Het kan relatief eenvoudig of zeer complex zijn. Over het algemeen hebben vriesdroogmachines met een hogere mate van automatisering complexere besturingssystemen. De functie van het besturingssysteem is om de vriesdroogmachine handmatig of automatisch te besturen, de normale werking van de machine te manipuleren en de benodigde producten te vriesdrogen. De vriesdroogprocedure is als volgt: vóór lyofilisatie worden de producten die moeten worden gevriesdroogd, verdeeld in geschikte containers, meestal glazen flessen of ampullen, moet de vulhoeveelheid uniform zijn en moet het verdampingsoppervlak zo groot en dun mogelijk zijn; plaats ze vervolgens in een metalen plaat die geschikt is voor de grootte van de gevriesdroogde doos. Vóór het verpakken wordt de gevriesdroogde doos leeg afgekoeld en vervolgens wordt het product in de gevriesdroogde doos geplaatst voor het voorvriezen. Vóór het stofzuigen moet de condensor van tevoren worden gemaakt om te werken volgens de koelsnelheid van de condensor-vriezer. Bij het stofzuigen moet de condensor een temperatuur van ongeveer -40 ° C bereiken. Nadat de vacuümgraad een bepaalde waarde heeft bereikt (meestal moet het een vacuümgraad boven 100uHg bereiken), kan het product in de doos worden verwarmd. Over het algemeen wordt het verwarmen in twee stappen uitgevoerd. De eerste stap van het verwarmen zorgt er niet voor dat de temperatuur van het product de temperatuur van het smeltpunt overschrijdt. Nadat het vocht in het product in principe droog is, wordt de tweede stap van het verwarmen uitgevoerd. Op dit moment kan het product snel worden verhoogd tot de opgegeven maximale temperatuur. Vriesdrogen kan worden voltooid nadat de maximale temperatuur gedurende enkele uren is gehandhaafd. Het is gerelateerd aan de hoeveelheid van het product in elke fles, de totale hoeveelheid, de vorm en specificatie van de glazen container, het type product, de lyofilisatiecurve en de prestaties van de machine. Na lyofilisatie moet droge en steriele lucht in de droogoven worden gedaan en vervolgens zo snel mogelijk worden aangesloten en afgesloten om de heropname van vocht in de lucht te voorkomen. In het lyofilisatieproces worden de temperatuur van het product en de plaatlaag, de temperatuur van de condensor en de vacuümgraad vergeleken met de tijd om een curve te tekenen, die de lyofilisatiecurve wordt genoemd. Over het algemeen is de temperatuur de ordinaat en de tijd de abscis. Vriesdrogen verschillende producten gebruiken verschillende lyofilisatiecurven. Wanneer hetzelfde product verschillende lyofilisatiecurven gebruikt, is de kwaliteit van het product ook anders en is de lyofilisatiecurve ook gerelateerd aan de prestaties van de lyohilizer. Daarom passen verschillende producten en verschillende lyohilizers verschillende lyofilisatiecurven toe.