Лиофильная сушка. Что это и как работает

Лиофильная сушка - это процесс удаления влаги из скоропортящегося сырья, применяемый для сохранения товара или дальнейшего более удобного варианта его транспортировки. Процедуре могут подвергаться разнообразные биологические продукты:

• микроорганизмы;
• вакцины;
• белки

После технического обезвоживания в лабораторных условиях предусмотрена возможность их хранения на протяжении длительного времени.
Биологическая и физическая целостность исходного сырья при этом полностью сохраняется. В основе метода лежит замораживание материала, которое при уменьшении внешнего давления переводит жидкость напрямую в пар.

Истоки современной методики - период Второй мировой войны. В это время актуальной была задача транспортировки сыворотки для раненых в Европу из США. Во время перелетов большая часть биологического сырья портилась еще до своего попадания по назначению.

Сублимационная сушка на оборудовании в лабораторных условиях стала полностью коммерческой разработкой, которая позволила сделать сыворотку стабильной физически и химически без внушительных затрат.

Криогенная сушка является одной из наиболее актуальных методик сохранения биологически активных молекул. Лиофилизация используется в качестве передового метода в ряде специфических отраслей:

• обработка, лиофилизация пищевых продуктов;
• восстановление залитых водой документов;
• изготовление фармацевтических лекарств;
• подготовка речного ила к углеводородному анализу;
• производство упаковки с покрытием серой.

Лиофильная сушка - современная и простая методика подготовки сырья к дальнейшему хранению или длительной транспортировке. Качество исходного сырья при этом не изменяется, что делает технологию наиболее популярным способом сохранения его базовых свойств посредством замораживания компонентов.

До замораживания любой продукт проходит первичную обработку в лабораторных условиях. Это может быть модификация состава, концентрация (сгущение).

Такая обработка помогает улучшить внешний вид и стабильность состава с уменьшением количества растворителя. Для этого небольшие кусочки пищи проходят быструю заморозку поштучно в холодильном оборудовании.

В лабораторных условиях замораживание производят в колбе посредством помещения ее в специальной ванне, на дне и стенках которой оседает тонкий слой жидкости. Этот этап носит название «shell freezing».

Он помогает быстрее провести охлаждение посредством увеличения площади поверхности замораживаемого.

Понижение давления до нескольких миллибар и последующая возгонка льда. Данная фаза сушки позволяет сублимировать примерно 95% воды.

По времени период занимает до нескольких дней при промышленном количестве исходного сырья и с использованием профессионального оборудования. Частичный вакуум позволяет контролировать давление в камере.

Удаление не замороженных остатков молекул воды. Регулируется данная часть работы изотермами адсорбции исходного сырья. Температура выше 0 С, в целях предотвращения физико-химических взаимодействий между замороженным материалом и молекулами Н2О.

После завершения возгонки жидкости в лабораторных условиях полученный материал обладает крайне низким содержанием остаточной жидкости (1-4%).

Сублимационные сушки используются в различных отраслях производства и промышленности, а также в лабораторных условиях, поэтому и их разновидностей немало.

Десятки моделей сушильных аппаратов отличаются модификацией, техническими характеристиками, комплектацией, способом управления, весом и размерами, объемами камеры.

Перед выбором системы для сублимации важно знать, что сушилки работают в совокупности с нагревателями (для подъема температуры), компрессорами и насосами (для отведения воды из биологического вещества), а также датчиками и таймерами.

Важно заранее подготовить помещение для сушки, где будет размещена техника со всеми вспомогательными системами и оборудованием. Для сублимации чаще всего используют три вида устройств:

Пилотные модели

Оборудование применяется на объектах малого и среднего бизнеса, в частных лабораториях и исследовательских центрах. Предназначено для лиофильных процессов, используются для сублимации растворов из гелей, суспензий, медикаментозных препаратов, смесей с большим содержанием воды и так далее.

Каждый вид сушки отличается по уровню производительности, размеры камеры и допустимой ежедневной нагрузке. При выборе оборудования следует рассчитать объемы сырья, которые будут подвергаться замораживанию и последующей сублимации при высокой температуре.

Метод замораживания и выпаривания раствора при высоких температурах актуальны в ряде отраслей:

Благодаря замораживанию и последующему процессу лиофилизации, увеличивается их срок годности, упрощается транспортировка.

Главный фактор – назначение устройства. Для опытов с температурой и продуктами достаточно лабораторной версии. Применение метода для работы с малыми объемами продукции подойдет пилотная, а для заводов и крупных фабрик следует выбирать промышленную модель.

Для выполнения большинства процессов с продуктами и веществами подойдет настольная лиофильная сушилка АК.

Стоимость оборудования зависит от технических характеристик, числа исполняемых функций, модели и типа. Наша компания поставляет напольные, пилотные и настольные сушилки, допускается изготовление оборудования на заказ.