Kādas ir saldēšanas žāvētāju ātrās sasaldēšanas metodes?
Pēc tam, kad ātri sasaldētās izejvielas ir atlasītas, izskalotas, veidotas un ievietotas iepriekšējā procesā, tās var nonākt sasaldēšanas žāvēšanas stadijā. Pirmais liofilizācijas posms ir liofilizētā materiāla sasaldēšana un materiāla paplātes ievietošana liofilizatorā ātrai sasaldēšanai (dažiem liofilizatoriem nav ātrsaldēšanas funkcijas, un ir nepieciešama ātrsaldētava). Ātrās sasaldēšanas procesam ir šādi veidi:
Iegremdēšanas metode: Materiāls tiek iegremdēts vidē, piemēram, šķidrā slāpeklī, šķidrā freonā, zemas temperatūras sālījumā, lai ātri sasaltu. Šī metode sasalst visātrāk.
Gaisa dzesēšanas metode: materiāla izpūšana ar aukstu gaisu, lai materiāls sasaltu noteiktā temperatūrā noteiktā laikā.
Tiešās dzesēšanas metode: dzesētājs vai dzesētājs tiek ievietots iztvaicēšanas caurulē, lai absorbētu materiāla siltumu dzesēšanas vajadzībām.
Vakuuma dzesēšanas metode: putekļsūcēju izmanto ūdens iztvaicēšanai materiālā, lai noņemtu siltumu, un dzesēšanas materiālu atdzesē.
Neatkarīgi no izmantotās metodes jānodrošina, ka materiāls noteiktā laikā tiek sasalts līdz noteiktai temperatūrai bez būtiskas deformācijas.
Lai nodrošinātu, ka materiālā esošais ledus ir nešķīstošs un tieši iztvaicēts (sublimācija) un tvaiki tiek nepārtraukti noņemti, lai nodrošinātu normālu sublimāciju, vakuumam tvertnē noteiktā temperatūrā jābūt zemākam par ledus piesātināto tvaika spiedienu ( zem 610 Pa).
Aukstuma slazds tiek izmantots ūdens tvaiku uztveršanai un vakuuma sūkņa slodzes samazināšanai. Saprātīga aukstuma slazda dizains neizraisīs vakuuma sūkņa kļūmi, un enerģijas patēriņš ir mazs. Tomēr saldēšanas sistēmas un aukstās lamatas konstrukcijas prasības ir stingras.
Kad ledus turpina sublimēties, tvaiki tiek noņemti un materiāla siltums tiek noņemts tā, ka materiāla temperatūra (ledus temperatūra) turpina samazināties, tādējādi samazinoties tvaika piesātinātajam tvaika spiedienam, un sublimācijas ātrums ir palēnināts. Lai saglabātu noteiktu sublimācijas ātrumu, ir nepieciešams nepārtraukti papildināt materiālu ar siltumu. Pārāk maz siltuma piedevas samazinās sublimācijas ātrumu. Ja siltums tiek pievienots pārāk ātri, tas izraisīs ledus kušanu, izraisot materiāla sabrukšanu un sasalšanu.
Tā kā sasaldēšanas žāvētāja sasaldēšanas žāvēšanas process ir sarežģīts un darba stāvokļu diapazons ir šaurs, tad liofilizētā produkta kvalitāte tiek pasliktināta ar nelielu neuzmanību, tāpēc ir nepieciešama automātiska vadības sistēma. Saldēšanas žāvēšanas mašīnas automātiskās vadības sistēmas konstrukcijai ir nepieciešama vienkārša darbība, sākot no materiāla līdz pogai, ātri sasalstoša vakuuma sublimācija un žāvēšana vienā piegājienā, pēc sasaldēšanas žāvēšanas pabeigšanas liekot to izslēgt. Attiecīgie temperatūras un spiediena kontroles punkti ir rūpīgi jāizvēlas un pareizi jākontrolē. Korelācija starp ātru sasaldēšanu, vakuuma turēšanu un sildīšanu ir pienācīgi jākontrolē, un procesa līkne jānosaka dažādiem materiāliem.
