Лиофильные сушки
Лиофильные сушки
Лиофильная сушка – прибор, предназначенный для извлечения влаги путем сублимации из различных веществ и материалов.
Процесс обезвоживания в устройстве состоит из нескольких этапов и происходит при низкой температуре. Он включает замораживание продукта при температуре от -40 ℃ до -60 ℃ и снижение давления, затем происходит удаления образовавшегося льда посредством сублимации. Под сублимацией понимается процесс перехода вещества из твердого состояния в газообразное, минуя жидкую фазу. На продолжительность всего процесса влияют как свойства и размеры сублимируемого вещества, так технические особенности самого устройства.
Лиофильные сушки значительно различаются по своей конструкции, размерам и техническим характеристикам в зависимости от вида устройства и модели. Данное оборудование отличается компактностью, высокой производительностью, удобством, экономичностью и безопасностью работы.
Сублимационная сушка является деликатным методом, позволяющим различным веществам не утратить свои изначальные уникальные свойства и существенно увеличить срок их сохранности. Также как при работе с органическими образцами данный прибор позволяет сохранить структуру белков.
Лиофильные сушки активно применяются в научно-исследовательских, биохимических лабораториях, в сферах микробиологии, фармакологии, в области ветеринарии, во многих отраслях промышленности.
В каталоге компании «Лабораторные и весовые системы» представлены лиофильные сушки лабораторного и опытно-промышленного применения, а также пилотные лиофильные сушки. Подробную информацию можно получить у менеджеров нашей компании.
Вам может быть интересно: шприцевые фильтры, автоматические компараторы массы, автоматические микровесы.
Вопрос/Ответ
Лиофильная сушка (freeze-drying, лиофилизация) — это процесс удаления влаги из замороженного образца путём сублимации льда непосредственно в газообразное состояние, минуя жидкую фазу, при глубоком вакууме и низкой температуре. В отличие от термической сушки, лиофилизация не подвергает образец воздействию высоких температур, что позволяет сохранить структуру белков, активность ферментов, жизнеспособность микроорганизмов и летучие компоненты. Именно поэтому метод незаменим в фармацевтике, биотехнологии, пищевой промышленности и при архивировании биологических коллекций.
Лабораторная лиофильная сушка включает три ключевых узла: камеру замораживания и сушки (или отдельную полочную камеру с управляемым температурным профилем), конденсор-ловушку для вымораживания водяного пара, выходящего из образца, и вакуумный насос, обеспечивающий остаточное давление в системе, как правило, от 0,1 до 0,01 мбар. Температура конденсора должна быть как минимум на 15–20°C ниже температуры образца в процессе сублимации, чтобы обеспечить направленный поток пара от образца к ловушке. Управляющий контроллер задаёт программу замораживания, первичной и вторичной сушки, обеспечивая воспроизводимость цикла.
Первичная сушка — основной этап, в ходе которого удаляется свободная замороженная вода путём сублимации при поддержании температуры полок ниже точки эвтектики или температуры стеклования образца; на этом этапе удаляется 95–98% влаги. Вторичная сушка проводится при более высокой температуре (часто выше 0°C) и более глубоком вакууме для десорбции остаточной связанной воды, удерживаемой адсорбционными силами, — её цель довести остаточную влажность продукта до 1–3%. Пренебрежение вторичной сушкой или её сокращение приводит к повышенной остаточной влажности, что критически снижает срок хранения лиофилизата.
Ёмкость конденсора (в кг льда) должна соответствовать суммарному количеству воды, удаляемой за один цикл сушки с учётом запаса не менее 30–50% — перегрузка конденсора приводит к росту давления в системе, прекращению сублимации и коллапсу образцов. Температура конденсора должна быть не выше −50°C для водных растворов и не выше −80°C при наличии органических растворителей (этанол, трет-бутанол, ацетонитрил) — для их вымораживания требуются специализированные установки с более мощным хладоагрегатом. Вакуумный насос должен обеспечивать остаточное давление не выше 0,1–0,2 мбар при максимальной загрузке; для работы с растворителями используют химически стойкие насосы с инертным покрытием или сухие безмасляные насосы.
После каждого цикла конденсор необходимо размораживать (деморозить), сливать конденсат и протирать насухо — накопление остатков биологических образцов или растворителей в конденсоре приводит к загрязнению последующих партий и коррозии. Вакуумный насос требует регулярной замены масла (для масляных насосов — каждые 500–1000 рабочих часов или по результатам контроля кислотного числа масла), а уплотнения вакуумной камеры и клапанов — ежегодной проверки на герметичность. Плановая метрологическая поверка термопар, датчиков давления и калибровка контроллера рекомендуется не реже одного раза в год, особенно при использовании установки в аккредитованных лабораториях или производстве фармацевтических субстанций.