Technologia liofilizacji

Technologia liofilizacji, jedna z metod zapobiegania psuciu się i degradacji materiału, polega na wcześniejszym zamrożeniu substancji zawierającej dużo wilgoci, a następnie sublimacji wody stałej bezpośrednio w warunkach próżni, a sama substancja pozostaje w półka lodowa podczas zamrażania, więc nie zmienia się po wysuszeniu. Stała woda pochłania ciepło podczas sublimacji, powodując spadek temperatury samego produktu i spowolnienie szybkości sublimacji. Aby zwiększyć szybkość sublimacji i skrócić czas suszenia, produkt musi być odpowiednio podgrzany. Całe suszenie odbywa się w niższej temperaturze.

Zalety A, liofilizacja odbywa się w niskiej temperaturze, dlatego jest szczególnie odpowiednia dla wielu substancji wrażliwych na ciepło. Takie jak białka, mikroorganizmy i tym podobne nie ulegną denaturacji ani utracie biologi Podczas suszenia w niskiej temperaturze niektóre lotne składniki substancji tracą bardzo mało, co jest odpowiednie w przypadku niektórych produktów chemicznych, leków i suszenia żywności. 3. Podczas procesu liofilizacji nie można przeprowadzić wzrostu mikroorganizmów i roli enzymów, dzięki czemu można zachować pierwotne właściwości. 4. Ze względu na suszenie w stanie zamrożonym objętość jest prawie niezmieniona, pierwotna struktura jest zachowana, a zjawisko koncentracji nie wystąpi. 5. Suszona substancja szybko i całkowicie rozpuszcza się po dodaniu wody i niemal natychmiast powraca do pierwotnych właściwości. 6. Ponieważ suszenie odbywa się pod próżnią, tlenu jest bardzo mało, dzięki czemu niektóre łatwo utleniające się substancje są chronione. 7. Suszenie może wyeliminować ponad 95-99% wody, dzięki czemu produkt może być przechowywany przez długi czas bez pogorszenia jakości po wyschnięciu. Dlatego liofilizacja jest szeroko stosowana w przemyśle farmaceutycznym, spożywczym, badaniach naukowych i innych sektorach. Zastosowanie Suszenie liofilizowane produktów należy przeprowadzić w określonym urządzeniu. To urządzenie nazywa się liofilizatorem próżniowym, zwanym liofilizatorem. Liofilizator dzieli się na cztery główne części: układ chłodniczy, układ próżniowy, układ grzewczy i układ sterowania. Zgodnie z konstrukcją składa się z liofilizowanej skrzynki lub skrzynki suszącej, skraplacza lub skraplacza pary wodnej, zamrażarki, pompy próżniowej i zaworów oraz elementów sterowania elektrycznego. Liofilizowana skrzynka to skrzynka wysoko- i niskotemperaturowa, którą można schłodzić do około -40 ° C i podgrzać do około + 50 ° C. Jest to również zamknięty pojemnik, który można Produkty, które wymagają liofilizacji, są umieszczane na warstwowej warstwie metalowej płyty w pudełku, zamrażane i podgrzewane pod próżnią w celu sublimacji i wysuszenia wody w produkcie. Skraplacz jest również pojemnikiem próżniowym. Wewnątrz znajduje się powierzchnia adsorpcyjna metalu o dużej powierzchni. Temperaturę powierzchni adsorpcyjnej można obniżyć do -40 ° C, a tę niską temperaturę można stale utrzymywać. Zadaniem skraplacza jest zamrażanie pary wodnej sublimowanej przez produkty w liofilizowanym pudełku i adsorbowanie jej na metalowej powierzchni. Liofilizator, skraplacz, rura próżniowa i zawór wraz z pompą próżniową tworzą układ próżniowy liofilizatora. System próżniowy nie wymaga przecieków powietrza. Pompa próżniowa jest ważną częścią układu próżniowego do ustanowienia System próżniowy jest niezbędny do szybkiej sublimacji i suszenia produktu. Układ chłodniczy składa się z zamrażarki, skrzynki liofilizowanej oraz rur wewnątrz skraplacza. Zamrażarka może składać się z dwóch zestawów niezależnych od siebie lub zestawu może być używany razem. Funkcją zamrażarki jest chłodzenie liofilizowanej skrzynki i skraplacza w celu wytworzenia i utrzymania niskiej temperatury wymaganej do ich pracy. Posiada dwie metody: chłodzenie bezpośrednie i chłodzenie pośrednie. System ogrzewania ma różne metody ogrzewania dla różnych suszarek liofilizowanych. Niektórzy stosują metodę bezpośredniego ogrzewania elektrycznego; niektórzy używają medium pośredniego do ogrzewania, a pompa w sposób ciągły krąży po medium pośrednim. Funkcją systemu grzewczego jest ogrzewanie produktu w liofilizowanym pudełku, tak aby wil System sterowania składa się z różnych przełączników sterujących, przyrządów do regulacji wskaźników (patrz rysunek 1) oraz niektórych urządzeń automatycznych itp. Może to być stosunkowo proste lub bardzo złożone. Ogólnie rzecz biorąc, liofilizatory o wyższym stopniu automatyzacji mają bardziej złożone systemy sterowania. Funkcją systemu sterowania jest ręczne lub automatyczne sterowanie liofilizacją, manipulowanie normalną pracą maszyny oraz liofilizacja wymaganych produktów. Procedura liofilizacji jest następująca: przed liofilizacją produkty, które muszą być liofilizowane, są dzielone na odpowiednie pojemniki, zwykle szklane butelki lub ampułki, ilość napełnienia powinna być jednolita, a powierzchnia parowania powinna być jak największa i cienka; następnie umieść je w metalowej płytce odpowiedniej do wielkości liofilizowanego pudełka. Przed zapakowaniem liofilizowane pudełko jest schładzane puste, a następnie produkt jest umieszczany w liofilizowanym pudełku w celu wstępnego zamrożenia. Przed odkurzeniem skraplacz należy wcześniej przystosować do pracy zgodnie z prędkością chłodzenia zamrażarki skraplacza. Podczas odkurzania skraplacz powinien osiągnąć temperaturę około -40 ° C. Gdy stopień podciśnienia osiągnie określoną wartość (zwykle powinien osiągnąć stopień podciśnienia powyżej 100 uHg), produkt w pudełku może zostać podgrzany. Generalnie ogrzewanie odbywa się w dwóch etapach. Pierwszy etap ogrzewania nie powoduje, że temperatura produktu przekracza temperaturę temperatury topnienia. Gdy wilgoć w produkcie w zasadzie wyschnie, przeprowadzany jest drugi etap ogrzewania. W tym czasie produkt można szybko podnieść do określonej temperatury maksymalnej. Liofilizację można zakończyć po utrzymywaniu maksymalnej temperatury przez kilka godzin. Jest to związane z ilością produktu w każdej butelce, całkowitą ilością, kształtem i specyfikacją szklanego pojemnika, rodzajem produktu, krzywą liofilizacji oraz wydajnością maszyny. Po liofilizacji suche i sterylne powietrze należy włożyć do suszarki, a następnie jak najszybciej zatkać i uszczelnić, aby zapobiec ponownemu wchłonięciu wilgoci z powietrza. W procesie liofilizacji temperatura produktu i warstwy płyty, temperatura skraplacza i stopień podciśnienia są porównywane z czasem narysowania krzywej, która nazywana jest krzywą liofilizacji. Generalnie temperatura jest rzędną, a czas odciętą. W procesie liofilizacji różne produkty liofilizacji wykorzystują różne krzywe liofilizacji. Gdy ten sam produkt wykorzystuje różne krzywe liofilizacji, jakość produktu jest również inna, a krzywa liofilizacji jest również związana z wydajnością liofilizatora. Dlatego różne produkty i różne liofilizatory stosują różne krzywe liofilizacji.