Frystorkningsteknik

Frystorkningsteknik, en av metoderna för att förhindra att materialet förstörs och försämras, är att frysa ämnet som innehåller mycket fukt i förväg och sedan sublimera det fasta vattnet direkt under vakuumtillståndet, och själva ämnet förblir i ishyllan vid frysning, så det förändras inte efter torkning. Fast vatten absorberar värme under sublimering, vilket gör att temperaturen på själva produkten sjunker och saktar ner sublimeringshastigheten. För att öka sublimeringshastigheten och förkorta torktiden måste produkten värmas ordentligt. Hela torkningen utförs vid en lägre temperatur.

Fördelar A, frystorkning utförs vid låg temperatur, så det är särskilt lämpligt för många värmekänsliga ämnen. Såsom proteiner, mikroorganismer och liknande kommer inte att denaturera eller förlora biologisk vitalitet. Därför används den i stor utsträckning inom medicin. 2. Vid torkning vid låg temperatur går vissa flyktiga komponenter i ämnet förlorade mycket lite, vilket är lämpligt för vissa kemiska produkter, läkemedel och livsmedelstorkning. 3. Under frystorkningsprocessen kan tillväxten av mikroorganismer och enzymernas roll inte utföras, så de ursprungliga egenskaperna kan bibehållas. 4. På grund av torkningen i fryst tillstånd är volymen nästan oförändrad, den ursprungliga strukturen bibehålls och koncentrationsfenomenet kommer inte att inträffa. 5. Det torkade ämnet löser sig snabbt och fullständigt efter tillsats av vatten och återgår nästan omedelbart till de ursprungliga egenskaperna. 6. Eftersom torkningen utförs under vakuum finns det mycket lite syre, så vissa lättoxiderade ämnen skyddas. 7. Torkning kan eliminera mer än 95-99% av vattnet, så att produkten kan lagras under lång tid utan försämring efter torkning. Därför används frystorkning i stor utsträckning inom läkemedelsindustrin, livsmedelsindustrin, vetenskaplig forskning och andra sektorer. Ansökan Frystorkning av produkter måste utföras i en viss enhet. Denna enhet kallas en vakuumfrystork, kallad en frystorkare. Lyofiliseraren är uppdelad i fyra huvuddelar: kylsystem, vakuumsystem, värmesystem och styrsystem. Enligt strukturen består den av en frystorkad låda eller en torkbox, en kondensor eller en vattenångkondensor, en frys, en vakuumpump och ventiler och elektriska kontrollkomponenter. Den frystorkade lådan är en låda med hög och låg temperatur som kan kylas till cirka -40 ° C och värmas till cirka + 50 ° C. Det är också en sluten behållare som kan pumpas in i vakuum. Det är huvuddelen av frystorkaren. Produkterna som behöver frysas placeras på det skiktade metallplåtskiktet i lådan, fryses och värms upp under vakuum för att sublimera och torka vattnet i produkten. Kondensorn är också en vakuumförseglad behållare. Det finns en stor yta av metalladsorptionsyta inuti den. Temperaturen på adsorptionsytan kan reduceras till -40 ° C, och denna låga temperatur kan bibehållas ständigt. Kondensorns funktion är att frysa vattenångan sublimerad av produkterna i den frystorkade lådan och adsorbera den på metallytan. Lyofiliseraren, kondensorn, vakuumröret och ventilen bildar tillsammans med vakuumpumpen vakuumsystemet för lyofilisern. Vakuumsystemet kräver inget luftläckage. Vakuumpumpen är en viktig del av vakuumsystemet för att skapa ett vakuum. Vakuumsystemet är viktigt för snabb sublimering och torkning av produkten. Kylsystemet består av en frys, en frystorkad låda och rör inuti kondensorn. Frysen kan vara två uppsättningar oberoende av varandra, eller en uppsättning kan användas tillsammans. Frysens funktion är att kyla den frystorkade lådan och kondensorn för att generera och bibehålla den låga temperatur som krävs för deras drift. Den har två metoder: direkt kylning och indirekt kylning. Värmesystemet har olika uppvärmningsmetoder för olika frystorkade torktumlare. Vissa använder direkt elektrisk uppvärmningsmetod; vissa använder mellanmedium för uppvärmning, och en pump cirkulerar mellanmediet kontinuerligt. Värmesystemets funktion är att värma produkten i den frystorkade lådan så att fukten i produkten kontinuerligt sublimeras och uppfyller de angivna restfuktkraven. Styrsystemet består av olika styrbrytare, indikatorjusteringsinstrument (se figur 1) och några automatiska enheter etc. Det kan vara relativt enkelt eller mycket komplext. Generellt har frystorkningsmaskiner med högre automatiseringsgrad mer komplexa styrsystem. Styrsystemets funktion är att manuellt eller automatiskt styra frystorkningsmaskinen, manipulera maskinens normala drift och frystorka ut de produkter som krävs. Frystorkningsförfarandet är som följer: före frystorkning delas de produkter som behöver frystorkas upp i lämpliga behållare, vanligtvis glasflaskor eller ampuller, fyllnadsmängden ska vara enhetlig och avdunstningsytan ska vara så stor och tunn som möjligt; lägg dem sedan i en metallplatta som är lämplig för storleken på den frystorkade lådan. Före packning kyls den frystorkade lådan tom och sedan läggs produkten i den frystorkade lådan för förfrysning. Innan dammsugning bör kondensorn göras för att fungera i förväg enligt kylningshastigheten hos kondensorfrysen. Vid dammsugning bör kondensorn nå en temperatur på cirka -40 ° C. Efter att vakuumgraden når ett visst värde (vanligtvis bör den nå en vakuumgrad över 100uHg) kan produkten i lådan värmas upp. I allmänhet utförs uppvärmningen i två steg. Det första uppvärmningssteget gör inte att produktens temperatur överstiger temperaturen i samsmältpunkten. Efter att fukten i produkten i princip är torr utförs det andra uppvärmningssteget. Vid denna tidpunkt kan produkten snabbt höjas till den angivna maximitemperaturen. Frystorkning kan slutföras efter att den maximala temperaturen bibehålls i flera timmar. Det är relaterat till mängden av produkten i varje flaska, den totala mängden, formen och specifikationen av glasbehållaren, typen av produkt, lyofiliseringskurvan och maskinens prestanda. Efter frystorkning bör torr och steril luft sättas in i torkugnen och sedan plugga och täta så snart som möjligt för att förhindra återabsorption av fukt i luften. I frystorkningsprocessen jämförs temperaturen på produkten och plattskiktet, temperaturen på kondensorn och vakuumgraden med tiden för att rita en kurva, som kallas lyofiliseringskurvan. Generellt är temperaturen ordinat och tiden är abscissa. Frystorkning av olika produkter använder olika lyofiliseringskurvor. När samma produkt använder olika lyofiliseringskurvor är produktens kvalitet också annorlunda, och lyofiliseringskurvan är också relaterad till lyofiliseringsmedlets prestanda. Därför tillämpar olika produkter och olika lyofiliseringsmedel olika lyofiliseringskurvor.