Лиофильная сушилка
Лиофильная сушилка – прибор, предназначенный для высушивания препаратов, критичных к температурам, из растворов в твердом состоянии.
07.04.2020
Процесс высушивания
Нам часто приходится сталкиваться с необходимостью высушивать тот или иной материал, продукт, а также привычные бытовые вещи. Например, типичным примером продукта высушивания является белье после стиральной машины, окончательная стадия готовности которого – вешалка или балконная веревка. По факту же цель процесса высушивания – разделение высушиваемого вещества и той субстанции-растворителя (жидкой или твердой), в которой находится вещество.Процесс высушивания в общем случае заключается в испарении или сублимации (сублимация – переход из твердой фазы в газообразную) молекул растворителя и создания благоприятной среды для оттока молекул последнего.
С первого взгляда всё кажется простым: поставить высушиваемое вещество на открытый воздух и ждать, пока растворитель уйдет. Для убыстрения процесса даже, в некоторых случаях, его нагревают, чтобы процесс испарения шел быстрее.
Однако, далеко-далеко не все вещества готовы выдержать повышение температуры и даже просто комнатную температуру.
Например, вся фармацевтическая промышленность, использующая высокомолекулярные соединения, биохимия, где высушиваемым веществом являются живые организмы, часть органической химии, а также некоторые разделы пищевой промышленности, где необходимо сохранить в первозданном виде витамины, органические кислоты, разные другие биологические добавки, – все эти вещества очень критичны к условиям окружающей среды. В случае, если начать их высушивать классическим способом, то в течение процесса продукт просто придет в негодность.
Таким образом, для сохранности вещества процесс высушивания должен происходить при пониженных температурах, тех, в каких обычно хранятся вещества. Но проблема заключается в том, что при низких температурах скорость испарения любых веществ экспоненциально понижается с температурой, то есть в разумное время получить готовый высушенный продукт – задача не выполнимая.
Как быть? На помощь приходит знание из физики о том, что при пониженном давлении все температуры испарения или сублимации уменьшаются. Например, школьный классический пример – в горной местности температура кипения воды ниже: если мы привыкли к значению 100°C, то в горной местности это уже 90°C, а в высокогорьях уже 80°C. То есть, понижая температуру, скорость ухода растворителя из раствора уменьшается, но, понижая давление, скорость повышается.
Таким образом, понижая давление, можно скомпенсировать замедление, вызванное охлаждением. И теперь мы переходим, собственно, к прибору, который позволяет одновременно, понижая температуру раствора (тем самым, сохраняя уникальные свойства веществ), производить высушивание с приемлемой скоростью.
Описание лиофильной сушки
Лиофильная сушилка – прибор, предназначенный для высушивания препаратов, критичных к температурам, из растворов в твердом состоянии.Прибор состоит из рабочей камеры, где находится вещество, системы подогреваемых и (или) охлаждаемых полок с автоматической регулировкой поддержания заданной температуры, портов для подсоединения колб с веществом, системы откачки с вакуумным насосом и вакуумным клапаном с автоматическим поддержанием заданного давления, системы охлаждения с конденсором, на который в процессе работы прибора десублимируется растворитель, автоматической системы напуска инертного газа для заполнения камеры после высушивания.
Процесс лиофилизации
Сам процесс лиофилизаций состоит из четырех основных стадий:1. Заморозка: продукт для высушивания предварительно замораживают при атмосферном давлении. Это делается либо непосредственно в лиофильной сушилке, либо в отдельной камере глубокой заморозки
2. Вакуумирование: Когда конденсор (охлаждаемая поверхность) достиг своей наименьшей температуры, а замороженный продукт помещен в камеру или достаточно заморожен, находясь внутри камеры, включается вакуумная откачка. Давление внутри сушильной камеры снижается до значения, которое соответствует состоянию, близкому к точке сублимации растворителя
3. Сублимация: После достижения рабочего вакуума, запускается активный процесс сублимации и растворитель переходит непосредственно из твердого в газообразное состояние. Ускорению процесса способствует увеличение подачи тепловой энергии к высушиваемому продукту. Так как конденсор прибора намного холоднее продукта, то движение паров растворителя будет направлено от продукта, как источника, к конденсору, как приемнику. Чем выше температура продукта и чем ниже – конденсора, тем быстрее проходит процесс переноса вещества и, как следствие, высушивания вещества
4. Десорбция: После того, как основная масса растворителя извлечена из продукта во время сублимационной стадии сушки, остатки растворителя, молекулы которого связаны более сильными связями непосредственно с высушиваемым веществом, также удаляются путём повышения температуры до максимально допустимых значений для сухого состояния продукта с одновременным понижением давления в камере. Эта стадия сушки занимает, как правило, не много времени и является финальной
После окончания процесса лиофилизации и правильной упаковке высушенного вещества, считает, что продукт готов для употребления или длительного хранения.
Лиофильная сушка АК
Компания Профлаб имеет собственную разработку лиофильной сушилки под маркой «АК», имеет базу и занимается производством приборов под всевозможные нужды заказчика. У нас вы можете проконсультироваться по всем вопросам, связанным с лиофилизацией, техническим обслуживанием, диагностированием и ремонтом лиофильных сушилок, а также провести тестовые сушки ваших препаратов, после чего заказать и приобрести новый прибор под любые ваши требования.
Мы всегда рады вам и вашим вопросам!
Сервисный инженер ГК"ПрофЛаб" Андрей Крупин
Модуль "Форум" не установлен.