2019-12-09
Was ist ein Frosttrockner? Wie funktioniert es?
Frosttrockner und Lyophilisator sind synonyme Namen für die gleiche Ausrüstung. Ein Frosttrockner führt einen Wasserabbauprozeß verwendete gewöhnlich, um verderbliche Materialien zu konservieren durch, Haltbarkeitsdauer zu verlängern oder das Material bequemer zu machen für Transport. Frosttrockner funktionieren, indem sie das Material einfrieren, dann den Druck verringern und Hitze, um das gefrorene Wasser im Material sublimieren zu lassen addieren.
Ein Frosttrockner funktioniert in drei Phasen, mit dem ersten und kritischsten Sein die einfrierende Phase. Richtige Gefriertrocknung kann Trockenzeiten um 30% verringern.
Frosttrockner wenden verschiedene Methoden an, um das Produkt einzufrieren. Das Einfrieren kann in einem Gefrierschrank, ein gekühltes Bad (Oberteilgefrierschrank) oder auf einem Regal im Frosttrockner getan werden. Der Frosttrockner kühlt das Material unterhalb seines Tripelpunkts ab, um diese Sublimation sicherzustellen, eher, als das Schmelzen, auftritt. Dieses konserviert die physische Form des Materials.
Ein Frost des Frosttrockners leicht trocknet große Eiskristalle, die indem das langsame Einfrieren oder die Vergütung produziert werden können. Jedoch mit biologischen Materialien, wenn Kristalle zu groß sind, sie brechen möglicherweise die Zellwände und dass Führungen zu den weniger-als-idealen Gefriertrocknungsergebnissen. Um dieses zu verhindern, ist das Einfrieren schnell erfolgt. Für Materialien, die neigen herbeizuführen, kann Ausglühen verwendet werden. Dieser Prozess bezieht das schnelle Einfrieren, dann das Anheben der Produkttemperatur mit ein, um die Kristalle wachsen zu lassen.
Eine zweite Phase des Frosttrockners ist Primärtrocknen (Sublimation), in dem der Druck gesenkt wird und Hitze dem Material hinzugefügt wird, damit das Wasser sublimiert. Das Vakuum des Frosttrockners beschleunigt Sublimation. Der kalte Kondensator des Frosttrockners stellt eine Oberfläche zur Verfügung, damit der Wasserdampf haftet und sich verfestigt. Der Kondensator schützt auch die Vakuumpumpe vor dem Wasserdampf. Ungefähr 95% des Wassers im Material wird in dieser Phase entfernt. Primärtrockenzylinder ist ein langsamer Prozess. Zu viel Hitze kann die Struktur des Materials ändern.
Eine Endphase des Frosttrockners ist Nachtrocknung (Aufnahme), während deren die ionically-gehenden Wassermoleküle entfernt werden. Indem sie die Temperatur anheben, die als in der trocknenden hauptsächlichphase höher ist, sind die Bindungen zwischen dem Material und den Wassermolekülen defekt. Gefriertrocknete Materialien behalten eine poröse Struktur. Nachdem der Frosttrockner seinen Prozess abschließt, kann das Vakuum mit einem Edelgas gebrochen sein, bevor das Material versiegelt wird. Die meisten Materialien können zu Restfeuchtigkeit 1-5% getrocknet werden.
· Die Heizung des Produktes, das in der Temperatur zu hoch ist, kann Schmelz--zurück oder Produkteinsturz verursachen
· Kondensatorüberlastung verursacht durch zu viel Dampf, der den Kondensator schlägt.
Zu viel Dampfschaffung
Zu viel Fläche
Ein zu kleiner Kondensatorbereich
Unzulängliche Abkühlung
· Dampferdrosseln – der Dampf wird mit einer Rate produziert, die schneller ist, als er durch den Dampfhafen, der Hafen erhalten kann zwischen der Produktkammer und dem Kondensator und eine Zunahme des Kammerdrucks schaffen.
Sind hier einige wichtige Ausdrücke, die auf Frosttrocknern bezogen werden. Für eine umfassende Liste sehen unsere Gefriertrocknungsterminologieseite.
Ist der Punkt, an dem das Produkt nur im festen Aggregatzustand existiert und stellt die minimale Schmelztemperatur dar. Nicht alle Produkte haben einen eutektischen Punkt, oder es gibt möglicherweise mehrfache eutektische Punkte.
Während der Gefriertrocknung die maximale Temperatur des Produktes, bevor seine Qualität durch Schmelze-zurück oder Einsturz vermindert.
Das Material bildet Kristalle, wenn es eingefroren wird.
Hat einen eutektischen Punkt oder mehrfachen eutektischen Punkte
Das schnelle Einfrieren stellt kleine Kristalle her, die hart zu trocknen sind
Ausglühen kann helfen, größere Kristalle zu bilden
Mehrkomponenten- Mischungen, die nicht kristallisieren und keinen eutektischen Punkt haben. Sie machen zu ein ‚Glas.‘
Hat keinen eutektischen Punkt
Für amorphen Werkstoff muss Gefriertrocknung unterhalb der Glasübergangstemperatur durchgeführt werden
Der Punkt, an dem das Produkt erweicht, soweit, dass es seine eigene Struktur nicht mehr stützen kann. Dieses kann ein Problem aus vielen Gründen sein:
Verlust der körperlichen Struktur
Unvollständiger Trockner
Verringerte Löslichkeit
Viele Entfernung (splat)
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