2019-12-09
Que é um secador de gelo? Como trabalha?
O secador de gelo e o lyophilizer são nomes sinônimos para o mesmo equipamento. Um secador de gelo executa um processo da remoção da água usou-se tipicamente para preservar materiais perecíveis, para estender a vida útil ou para fazer o material mais conveniente para o transporte. Os secadores de gelo funcionam congelando o material, a seguir reduzindo a pressão e adicionando o calor para permitir que a água congelada no material sublime.
Um secador de gelo funciona em três fases, com primeiro e ser o mais crítico a fase de congelação. A secagem de gelo apropriada pode reduzir tempos de secagem por 30%.
Os secadores de gelo usam vários métodos para congelar o produto. Congelar-se pode ser feita em um congelador, um banho refrigerado (congelador do escudo), ou em uma prateleira no secador de gelo. O secador de gelo refrigera o material abaixo de seu ponto triplo para assegurar essa sublimação, um pouco do que derreter, ocorrerá. Isto preserva o formulário físico do material.
Um gelo do secador de gelo o mais facilmente seca os grandes cristais de gelo, que podem ser produzidos pela congelação lenta ou pelo recozimento. Contudo, com materiais biológicos, quando os cristais são demasiado grandes podem quebrar as divisões celulares, e que ligações aos resultados menos-do que-ideais da secagem de gelo. Para impedir esta, a congelação é feita rapidamente. Para os materiais que tendem a precipitar, o recozimento pode ser usado. Este processo envolve a congelação rápida, a seguir levantar a temperatura do produto para permitir que os cristais cresçam.
Fase de secador de gelo uma segunda é a secagem preliminar (sublimação), em que a pressão é abaixada e o calor é adicionado ao material para que a água sublime. O vácuo de secador de gelo apressa a sublimação. O condensador frio de secador de gelo fornece uma superfície para que o vapor de água adira e solidifique. O condensador igualmente protege a bomba de vácuo do vapor de água. Aproximadamente 95% da água no material é removido nesta fase. A secagem preliminar pode ser um processo lento. Demasiado calor pode alterar a estrutura do material.
Uma fase final de secador de gelo é a secagem secundária (adsorção), durante que as moléculas de água do ionically-limite são removidas. Levantando a temperatura mais alta do que na fase de secagem preliminar, as ligações são quebradas entre o material e as moléculas de água. Os materiais liofilizados retêm uma estrutura porosa. Depois que o secador de gelo termina seu processo, o vácuo pode quebrar-se com um gás inerte antes que o material esteja selado. A maioria de materiais podem ser secados à umidade 1-5% residual.
· Aquecer o produto demasiado alto na temperatura pode causar o colapso do derretimento-para trás ou do produto
· Sobrecarga do condensador causada por demasiado vapor que bate o condensador.
Demasiada criação do vapor
Demasiada área de superfície
Uma área demasiado pequena do condensador
Insuficiente refrigeração
· Bloqueio do vapor – o vapor é produzido em uma taxa mais rápida do que pode obter através do porto do vapor, o porto entre a câmara do produto e o condensador, criando um aumento na pressão da câmara.
Estão aqui alguns termos importantes relativos aos secadores de gelo. Para uma lista detalhada para ver nossa página da terminologia da secagem de gelo.
É o ponto em que o produto existe somente na fase contínua, representando a temperatura de derretimento mínima. Não todos os produtos têm um ponto eutectic ou pode haver uns pontos eutectic múltiplos.
Durante a secagem de gelo, a temperatura máxima do produto antes que sua qualidade degradar pelo derretimento-para trás ou pelo colapso.
O material forma cristais quando congelado.
Tem um ponto eutectic ou uns pontos eutectic múltiplos
A congelação rápida cria os cristais pequenos que são duros de secar
O recozimento pode ajudar a formar uns cristais mais grandes
misturas do Multi-componente que não cristalizam e não têm um ponto eutectic. Transformam em um ‘de vidro.’
Não tem um ponto eutectic
Para materiais amorfos, a secagem de gelo precisa de ser executada abaixo da temperatura de transição de vidro
O ponto em que o produto amacia até ao ponto em que pode já não apoiar sua própria estrutura. Este pode ser um problema por muitas razões:
Perda de estrutura física
Secagem incompleta
Solubilidade diminuída
Lotes da ablação (splat)
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