동결건조기란? 어떻게 작동합니까?

동결건조기란?어떻게 작동합니까?

동결건조기 그리고 동결건조기같은 장비의 동의어입니다.동결 건조기는 일반적으로 부패하기 쉬운 재료를 보존하고 저장 수명을 연장하거나 재료를 더 편리하게 운송하는 데 사용되는 물 제거 프로세스를 실행합니다.동결 건조기는 재료를 동결시킨 다음 압력을 줄이고 열을 가하여 재료의 동결된 물이 승화되도록 하는 방식으로 작동합니다.

동결 건조기의 3가지 기본 단계

동결 건조기는 3단계로 작동하며 첫 번째이자 가장 중요한 동결 단계입니다.적절한 동결 건조는 건조 시간을 30%까지 줄일 수 있습니다.

동결 단계

동결 건조기는 제품을 동결시키기 위해 다양한 방법을 사용합니다.냉동은 냉동고, 냉장 수조(쉘 냉동고) 또는 동결 건조기의 선반에서 할 수 있습니다.동결 건조기는 물질을 삼중점 이하로 냉각시켜 녹는 것이 아니라 승화되도록 합니다.이렇게 하면 재료의 물리적 형태가 보존됩니다.

동결 건조기는 느린 동결 또는 어닐링에 의해 생성될 수 있는 큰 얼음 결정을 가장 쉽게 동결 건조시킵니다.그러나 생물학적 물질의 경우 결정이 너무 크면 세포벽을 깨뜨릴 수 있으며 이는 이상적인 동결 건조 결과를 초래하지 않습니다.이를 방지하기 위해 동결이 신속하게 이루어집니다.침전되는 경향이 있는 재료의 경우 어닐링을 사용할 수 있습니다.이 과정에는 급속 냉동이 포함되며, 결정이 성장할 수 있도록 제품 온도를 높입니다.

1차 건조(승화) 단계

동결 건조기의 두 번째 단계는 1차 건조(승화)로, 물이 승화되도록 압력을 낮추고 재료에 열을 가합니다.동결 건조기의 진공은 승화 속도를 높입니다.동결 건조기의 냉각 응축기는 수증기가 부착되고 응고되는 표면을 제공합니다.응축기는 또한 수증기로부터 진공 펌프를 보호합니다.이 단계에서 재료에 있는 물의 약 95%가 제거됩니다.1차 건조는 느린 과정일 수 있습니다.너무 많은 열은 재료의 구조를 변경할 수 있습니다.

2차 건조(흡착) 단계

동결 건조기의 최종 단계는 2차 건조(흡착)이며, 그 동안 이온 결합된 물 분자가 제거됩니다.1차 건조 단계보다 온도를 높이면 재료와 물 분자 사이의 결합이 끊어집니다.동결 건조된 재료는 다공성 구조를 유지합니다.동결 건조기가 공정을 완료한 후 재료가 밀봉되기 전에 불활성 가스로 진공을 깨뜨릴 수 있습니다.대부분의 재료는 1-5%의 잔류 수분으로 건조될 수 있습니다.

동결 건조기를 사용하는 동안 피해야 할 문제

· 제품을 너무 높은 온도로 가열하면 멜트백 또는 제품 붕괴가 발생할 수 있습니다.

· 너무 많은 증기가 응축기에 닿아 발생하는 응축기 과부하.

너무 많은 증기 생성

너무 많은 표면적

콘덴서 면적이 너무 작음

불충분한 냉장

· 증기 질식 – 증기는 증기 포트, 즉 제품 챔버와 응축기 사이의 포트를 통해 얻을 수 있는 것보다 더 빠른 속도로 생성되어 챔버 압력이 증가합니다.

중요한 동결 건조기 용어

다음은 동결 건조기와 관련된 몇 가지 중요한 용어입니다.전체 목록은 당사의 동결 건조 용어 페이지를 참조하십시오.

공융점 또는 공융 온도

제품이 고체상으로만 존재하는 지점으로 최저 융점을 나타냅니다.모든 제품에 공융점이 있는 것은 아니거나 여러 개의 공융점이 있을 수 있습니다.

임계 온도

동결 건조 중 제품의 최고 온도는 용융 되돌림 또는 붕괴에 의해 품질이 저하됩니다.

수정 같은

재료는 얼면 결정을 형성합니다.

공융점 또는 여러 개의 공융점이 있습니다.

급속 동결은 건조하기 어려운 작은 결정을 생성합니다.

어닐링은 더 큰 결정을 형성하는 데 도움이 될 수 있습니다.

무정형

결정화되지 않고 공융점이 없는 다성분 혼합물.그들은 '유리'로 변합니다.

공융점이 없다

비정질 재료의 경우 유리 전이 온도 이하에서 동결 건조를 수행해야 합니다.

무너지다

제품이 더 이상 자체 구조를 지탱할 수 없을 정도로 부드러워지는 지점입니다.이것은 여러 가지 이유로 문제가 될 수 있습니다.

물리적 구조의 손실

불완전 건조

용해도 감소

많은 절제(스플랫)