Лиофильная сушка (лиофилизация, криодессикация) является процессом дегидратации и используется для длительного хранения скоропортящихся продуктов. Продукцию, обработанную данным способом можно не только длительно сохранять, но и удобно транспортировать. Использование лиофильного оборудования в медицине позволяет сохранить биологические продукты от распада и обеспечить их физическую и биологическую ценность на многие годы. Лиофилизация основана на заморозке продукции и снижении давления, воздействующего извне. Таким образом вода переходит из замороженного твердого состояния сразу в газообразное.
История
Сублимационная сушка была изобретена еще в 1906 году в Париже электрофизиологом Жаком-Арсье д'Арссовалем. В данной разработке активное участие также принимал его ассистент Фредерик Бордас. В 1911 году сублимационную сушку впервые использовали для хранения вируса бешенства, что позволило ученым активно и плодотворно в последующем разработать первую в истории вакцину от бешенства.
Современное оборудование для сублимации было разработано еще во время Второй мировой войны. Благодаря этой технологии удалось спасти большое количество раненных солдат. С помощью сублиматоров из США в Европу доставляли сыворотку крови. Ранее до применения такого оборудования кровь портилась во время транспортировки и в госпитали привозился непригодный для переливания материал. Изначально лиофильная сушка была разработана с коммерческой целью, чтобы обеспечить сыворотке химическую стабильность и жизнеспособность без необходимости ее охлаждения. После этого сублимацию начали активно использовать для хранения антибиотиков пенициллинового ряда. Как оказалось, именно этот метод стал занимать важную роль в сохранении биологических веществ. На сегодняшний день сублимационная сушка применяется для консервации и обработки широкого спектра веществ. Эта методика незаменима в таких отраслях, как: пищевая, фармакологическая, лабораторная и т.д. Лиофильное оборудование используют даже для восстановления важных бумаг и документов, поврежденных водой; при подготовке осадков речного дна для углеводородного исследования; при изготовлении флаконов и т.д.
Принцип
Как и любая другая технология сублимация делится на этапы, которые должны соблюдаться в строгой поочередности. Таковых этапов насчитывается всего лишь четыре:
I. Подготовка вещества или продукта к сушке;
II. Заморозка;
III. Первичная стадия сушки;
IV. Вторичная стадия сушки.
Данный этап также можно назвать предварительной обработкой продукта. В него могут входить концентрация продуктов, модификация их состава, снижение растворителя с высоким давлением пара или увеличение площади поверхности продукта. Куски продукта можно поштучно замораживать для перевода растворителя в свободное состояние до стадии сушки.
Заморозка
В лабораторных условиях заморозку в основном проводят методом помещения материала в специальную колбу и ее вращения в ванне, которая называется — «shell freezer». Находясь в ванне колбы вращаются и материал тонким слоем замораживается на ее стенках. Таким образом площадь поверхности продукта увеличивается, и сушка происходит намного быстрее.
Заморозка более крупного масштаба происходит в лиофильном оборудовании. Здесь материал охлаждают до уровня ниже его тройной точки. Тройной точкой называется период замораживания, когда жидкость, находящаяся в веществе может одновременно пребывать сразу в трех фазах: жидкой, твердой и газообразной. Данная особенность гарантирует сублимацию, а не плавление на следующих этапах обработки. Образовавшиеся при замораживании крупные кристаллы лучше поддаются возгонке. Чтобы получились такие кристаллы, нужно либо проводить заморозку достаточно долго или повышать и понижать температуру в цикличном порядке. При обработке пищевой продукции (мясные продукты, ягоды, водоросли) или иных материалов структура которых является клетчатой такой тип заморозки не подходит. Если указанные продукты замораживать медленно у них нарушается текстура и снижается питательная ценность. Поэтому такие материалы должны замораживаться быстро. Это исключит образование кристаллов вообще. Этап заморозки относится к самым важным фазам всего процесса сублимации. При неправильном подходе в этой фазе продукт в дальнейшем станет непригодным.
Первичная стадия сушки
На этой фазе давление снижают до нескольких миллибар и доставляют к высушиваемой продукции точно такое же количество тепла, за счет которого и произойдет возгонка льда. При первичном этапе сушки продукта уходит около 95% жидкости. Занимает этот процесс достаточно много времени. На больших производствах на первичную сушку может уходить несколько дней. Ускорение процесса нецелесообразно, т. к. большое количество тепла, добавленное резко нарушает структуру и повреждает материал.
Давление в камере можно контролировать с помощью частично образованного вакуума, который направлен на ускорение сушки. Конденсаторная холодная камера и конденсаторные пластинки влияют на вторичную заморозку жидкости. Конденсатор не влияет на заморозку продукции, он предотвращает попадание пара в вакуумную помпу. Конденсатор обычно имеет при работе температуру менее -50°C.
Вторичная стадия сушки
На этой фазе удаляются незамороженные молекулы жидкости. Лед поддался возгонке еще на предыдущем этапе сушки. Лиофилизация здесь регулируется изотермами адсорбции материала. Температурная среда при вторичной сушке выше, чем при первой стадии и может быть даже выше 0°C. На данном этапе исключены любые физико-химические процессы, которые могли образоваться между молекулами воды и замороженным веществом. Давление на вторичной стадии сушки понижают, что дает возможность стимулировать десорбцию. Но, существует отдельная группа продуктов в процессе сушки, которых давление необходимо повысить.
Когда процесс сублимации считается полностью завершенным вакуумная среда, созданная в рабочей камере разрушается под воздействием инертных газов. Далее высушенный продукт герметизируют.
Конечное содержание воды в продукте после сублимации может составлять максимум 4%.
Цена на лиофильные сушки от «ТЭН24»
Заказывать услугу лиофильной сушки удовольствие недешевое. Если вам постоянно необходимо проводить сушку каких-либо продуктов, то выгодней приобрести свое оборудование. В долгосрочной перспективе это намного выгодней, чем постоянно пользоваться услугами других компаний. Ведь это регулярные растраты. Вы сможете с уверенностью и легкостью следить за всеми процессами, которым поддается ваша продукция и гарантировать ее качество.
«ТЭН24» изготавливает сублимационное оборудование только по индивидуальному чертежу. Таким образом вы получите не какой-либо стандартный аппарат функции которого могут вас удовлетворять не полностью, а создать сушку со всеми необходимыми именно вам функциями и характеристиками. Цена на оборудование будет зависеть от сложности конструкции и технических характеристик, поэтому о конкретных расценках речи идти не может. Точная стоимость будет указана после составления чертежа, который вы можете предоставить сами или заказать у нас. Помимо этого, вы всегда можете заказать у нас электронагреватели для сушки и получить необходимую консультацию по любому вопросу связанному с предоставленным нами оборудованием. Свяжитесь с нашими менеджерами по телефону или закажите на сайте услугу обратной связи, и мы с удовольствием оговорим все интересующие вас вопросы. На основе ваших требований технолог создаст чертеж и только после его утверждения мы приступим к производству сублиматора. Оборудование поставляется с полным пакетом документов и будет соответствовать требованиям ГОСТ. Мы дорожим своей репутацией поэтому гарантируем качество изготавливаемых и поставляемых изделий.
