เครื่องทำแห้งแช่แข็งคืออะไร?

เครื่องทำลมแห้งแบบแช่เยือกแข็งเอาน้ำออกจากวัสดุที่เน่าเสียง่ายเพื่อถนอมน้ำ ยืดอายุการเก็บ และ/หรือทำให้สะดวกต่อการขนส่งเครื่องทำลมแห้งแบบแช่เยือกแข็งทำงานโดยการแช่แข็งวัสดุ จากนั้นลดแรงดันและเพิ่มความร้อนเพื่อให้น้ำที่แช่แข็งในวัสดุเปลี่ยนเป็นไอ (sublimate) โดยตรง

เครื่องทำแห้งแช่แข็งทำงานในสามขั้นตอน:
1. แช่แข็ง
2. การทำแห้งเบื้องต้น (ระเหิด)
3. การทำแห้งรอง (การดูดซับ)

การทำแห้งแบบแช่เยือกแข็งที่เหมาะสมสามารถลดเวลาในการทำให้แห้งได้ถึง 30%

ระยะที่ 1: ระยะแช่แข็ง

นี่คือขั้นตอนที่สำคัญที่สุดเครื่องทำลมแห้งแบบแช่เยือกแข็งใช้วิธีการต่างๆ ในการแช่แข็งผลิตภัณฑ์

· การแช่แข็งสามารถทำได้ในช่องแช่แข็ง อ่างแช่เย็น (ช่องแช่แข็งเปลือก) หรือบนหิ้งในเครื่องทำแห้งแช่แข็ง

· เครื่องทำลมแห้งเยือกแข็งทำให้วัสดุเย็นลงต่ำกว่าจุดสามจุดเพื่อให้แน่ใจว่าเกิดการระเหิดแทนที่จะละลายซึ่งจะคงรูปแบบทางกายภาพของวัสดุไว้

· เครื่องทำลมแห้งแบบแช่เยือกแข็งทำแห้งผลึกน้ำแข็งขนาดใหญ่ได้ง่ายที่สุด ซึ่งสามารถผลิตได้โดยการแช่แข็งหรืออบอ่อนอย่างช้าๆอย่างไรก็ตาม ด้วยวัสดุชีวภาพ เมื่อผลึกมีขนาดใหญ่เกินไป อาจทำให้ผนังเซลล์แตกได้ และนั่นนำไปสู่ผลลัพธ์การทำแห้งแบบเยือกแข็งที่น้อยกว่าที่ควรเพื่อป้องกันสิ่งนี้ การแช่แข็งจะดำเนินการอย่างรวดเร็ว

· สำหรับวัสดุที่มีแนวโน้มตกตะกอน สามารถใช้การหลอมได้กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการแช่แข็งอย่างรวดเร็ว จากนั้นจึงเพิ่มอุณหภูมิของผลิตภัณฑ์เพื่อให้คริสตัลเติบโต

ระยะที่ 2: การทำแห้งเบื้องต้น (ระเหิด)
· ขั้นตอนที่สองคือการทำให้แห้งขั้นต้น (การระเหิด) ซึ่งแรงดันจะลดลงและความร้อนจะถูกเพิ่มเข้าไปในวัสดุเพื่อให้น้ำระเหย

· สุญญากาศของเครื่องทำแห้งแช่แข็งจะทำการระเหิดด้วยความเร็วคอนเดนเซอร์เย็นของเครื่องทำแห้งแช่แข็งช่วยให้ไอน้ำเกาะและแข็งตัวเป็นพื้นผิวคอนเดนเซอร์ยังปกป้องปั๊มสุญญากาศจากไอน้ำ

· น้ำในวัสดุประมาณ 95% จะถูกลบออกในระยะนี้

· การอบแห้งขั้นต้นอาจเป็นกระบวนการที่ช้าความร้อนมากเกินไปอาจทำให้โครงสร้างของวัสดุเปลี่ยนแปลงได้

ระยะที่ 3: การทำแห้งทุติยภูมิ (การดูดซับ)
· ขั้นตอนสุดท้ายนี้เป็นการทำให้แห้งทุติยภูมิ (การดูดซับ) ซึ่งในระหว่างนั้นโมเลกุลของน้ำที่จับกับไอออนจะถูกลบออก
· การเพิ่มอุณหภูมิให้สูงกว่าขั้นตอนการทำให้แห้งเบื้องต้น พันธะระหว่างวัสดุและโมเลกุลของน้ำจะขาด

· วัสดุแห้งเยือกแข็งยังคงโครงสร้างเป็นรูพรุน

· หลังจากที่เครื่องทำแห้งเยือกแข็งเสร็จสิ้นกระบวนการ สูญญากาศสามารถแตกออกด้วยก๊าซเฉื่อยก่อนที่วัสดุจะถูกปิดผนึก

· วัสดุส่วนใหญ่สามารถทำให้แห้งโดยมีความชื้นตกค้าง 1-5%

ปัญหาเครื่องอบเยือกแข็งที่ควรหลีกเลี่ยง:
· การให้ความร้อนกับผลิตภัณฑ์ที่มีอุณหภูมิสูงเกินไปอาจทำให้เกิดการหลอมกลับหรือการยุบตัวของผลิตภัณฑ์

· โอเวอร์โหลดคอนเดนเซอร์ที่เกิดจากไอมากเกินไปกระทบคอนเดนเซอร์
o การสร้างไอมากเกินไป

o พื้นที่ผิวมากเกินไป

o พื้นที่คอนเดนเซอร์เล็กเกินไป

o เครื่องทำความเย็นไม่เพียงพอ

· ไอสำลัก – ไอถูกผลิตขึ้นในอัตราเร็วกว่าที่จะผ่านพอร์ตไอ, ช่องต่อระหว่างห้องผลิตภัณฑ์และคอนเดนเซอร์ ทำให้เกิดความดันในห้องเพิ่มขึ้น

Tagged with: เครื่องทำแห้งแช่แข็งสุญญากาศ, เครื่องทำแห้งแช่แข็ง, เครื่องไลโอฟิไลเซอร์, ตู้เย็นร้านขายยา, ห้องเย็น, เครื่องทำความเย็นทางการแพทย์ ละลายน้ำแข็งอัตโนมัติ, เครื่องทำความเย็นทางคลินิก, ตู้เย็นยา, การละลายน้ำแข็งแบบรอบ, รอบการละลายน้ำแข็งของตู้แช่แข็ง, ตู้แช่แข็ง, ปราศจากความเย็น, ห้องเย็นในห้องปฏิบัติการ, ตู้แช่แข็งในห้องปฏิบัติการ, ห้องปฏิบัติการ เครื่องทำความเย็น, ละลายน้ำแข็งด้วยมือ, ตู้เย็น