Лиофильная сушилка что это такое
Обновлено: 28.04.2024
Лиофильные сушилки – лабораторно-технологическое оборудование, широко используемое в различных отраслях промышленности и в научно-исследовательских целях. Инновационная щадящая технология удаления влаги из различных веществ и материалов позволяет максимально сохранить все физико-химические свойства и значительно продлить срок хранения.
Наиболее востребована сублимационная сушка в фармакологическом сегменте и в области производства пищевых продуктов. Разноплановость и специфика технологий предопределили тот факт, что установки для лиофильной сушки:
• представлены в широком конструктивном разнообразии;
• характеризуются значительным разбросом эксплуатационных параметров;
• отличаются высокой степенью автоматизации.
Все заявленные в каталоге установки сублимационной сушки отличаются высокой производительностью, компактностью, удобной и экономичной эксплуатацией.
Лиофильная (сублимационная) сушилка - оборудование для удаления влаги из вещества путем сублимации. Данный способ позволяет льду испаряться, переходя из твердого состояния в газообразное, минуя жидкую фазу. Сублимация широко используется в микробиологии и фармацевтике, позволяя повысить качество и чистоту лекарственных веществ, а также сохранить структуру белков при работе с органическими структурами. Каждая сублимационная сушилка, используемая в лаборатории или на производстве должна соответствовать международным требованиям cGMP и FDA.
Сфера применения
Лиофильная сушилка для фармацевтических производств применяется для сублимации растворителей из суспензий, растворов и прочих биологических объектов. Применение оборудования позволяет сохранять до 99% полезных веществ. Сушилка используется в микробиологических и ветеринарных лабораториях для производства и хранения биопродуктов в стерильной среде, а также при культивировании живых вакцин и пр.
В фармацевтике лиофильная установка применяется для выпуска фармпрепаратов в вакуум-среде: инъекций, антибиотиков, неврологических препаратов, витаминов, стимуляторов внутренних органов и пр.
Как устроена вакуум сублимационная сушилка
Сублимационные сушилки, цена которых зависит от производителя и объема сушильной камеры, состоят из следующих узлов и агрегатов:
- Сублимационная камера и конденсатор. Конструкция оборудования отвечает cGMP-стандартам. Узлы изготовлены из высокомарочной нержавеющей стали. У большинства лиофильных сушилок имеется валидационное отверстие камеры, оснащенное санитарным соединением для разгрузки/выгрузки продукции.
- Полки камеры и система укупорки. Имеют пустотелую структуру, обеспечивая циркуляцию охлаждающей жидкости. Выполнены из прочных материалов, выдерживают многократные циклы нагрева и охлаждения.
- Система охлаждения. Включает в себя, как правило, 2 холодильных винтовых компрессорных агрегата. При отказе одного агрегата в аварийном режиме запускается вторая охлаждающая установка. Система обеспечивает температуру внутри сушильной камеры -55 С.
- Вакуумная система. Создает вакуум при помощи 1-2 насосов. Максимальное значение вакуума - 1х10-2 мбар.
- Система управления. Безопасность системы обеспечивается наличием разного уровня доступа для персонала. Полный мониторинг работы оборудования и запись всех действий. Управление БД и обслуживанием команд. Некоторые модели оснащены элементами для дистанционного мониторинга.
- Автоматическая система загрузки/выгрузки. Позволяет снизить количество персонала, производящего сублимацию и обеспечить высокий уровень стерильности.
Сублимационная сушилка: принцип работы
Процесс сублимации в лиофильной сушилке происходит в несколько этапов:
- Замораживание в камере сублиматора при температуре -40 до -60С.
- Сушка вещества в стерильной камере при помощи вакуума.
- Укупорка (герметичная упаковка) высушенных веществ.
Продолжительность лиофилизации устанавливается при помощи системы управления и зависит от массы и свойств сублимируемого вещества, а также от технических характеристик оборудования. Качество работы сушилки и процесса сушки оценивается по скорости растворения препарата - она не должна превышать 120 сек, и остаточной влажности - максимум 1-2%. При сублимации некоторых веществ важным показателем качества является рН-среда.
Валидация лиофильной сушилки
Каждая сублимационная сушилка, купить которую можно на нашем сайте, нуждается в валидации (аттестации). Необходимость валидации объясняется тем, что данное оборудование находится в непосредственном контакте с лекарственными веществами. Любое нарушение в работе установки способно привести к изменению формулы и свойства фармпрепарата.
Валидация лиофильного оборудования для сублимации веществ включает в себя оценку правильности монтажа и работоспособности установки, анализ условий работы, существующие риски возможности отклонения от нормальных параметров и пр. Результатом валидации является документально подтвержденное решение о том, что вакуумный сушильный шкаф и другое сублимационное оборудование может использоваться для производства и разработки препаратов в фармацевтической промышленности.
Лиофильная сушилка, купить которую можно у нас по самой низкой цене в России, а также комплекс услуг по монтажу и пуско-наладке рабочих процессов обеспечивают высокий уровень успешного прохождения валидации.
Наши бабушки и дедушки наполняли свои кладовки консервацией и сушеной снедью собственного производства – они знали толк в создании запасов. В отличие от нас, у них не было доступа к результатам научно-технического прогресса. С ними заготовка урожая была бы намного проще, она бы не портилась годами и была при этом идентичной только что сорванной с куста. Для того чтобы вернуть ей прежнее состояние, потребовалось бы немного воды.
Волшебство – сказали бы наши предки, мы же говорим – наука и технологический прогресс.
Наши предшественники не могли выбирать, что сеять, что заготавливать и что есть. Правда ли то, что мы можем? Живя в век термической и химической обработки еды, правда ли мы выбираем то, что едим?
Лиофилизация – удаление влаги из предварительно замороженных материалов, с помощью вакуумного оборудования, называемого сублимационной сушилкой. Пропуская фазу плавления, она испаряет лед из замороженного сырья, превращая его в газ и оставляя после себя идеально законсервированную пищу.
Немного истории
Первые свидетельства датируются примерно 1000 годом н.э. Инки сушили свое мясо на высоте 4 тысяч метров над уровнем моря в перуанских Андах. Особые условия создавались самой природой – низкое атмосферное давление и солнце, характерные для высокогорья, способствовали испарению 92% влаги.
Настоящую сухую продукцию удалось получить в 1922 году промышленным способом, добившись влажности всего в 1%.
Во времена Второй мировой войны технология использовалась для удобства транспортировки препаратов крови – донорскую кровь нужно было перемещать на большие расстояния. Требовалась компактность, продолжительность хранения и сохранность свойств после высушивания.
В дальнейшем, метод применялся в недоступных для рядового человека сферах – космонавтика, научно-исследовательская деятельность и т.п.
В пищевой индустрии сублиматоры появляются примерно с 80-х годов ХХ века.
Применять это значимое научное достижение на собственной кухне стало возможным буквально в прошлом десятилетии. Теперь, благодаря лиофильным сушилкам HarvestRight, космические технологии у вас дома, обеспечивают вам вкусный и здоровый завтрак, обед и ужин.
Краткое описание процесса лиофилизации, что можно лиофилизировать
Включает в себя четыре этапа: предварительную обработку, заморозку, первичное и вторичное высушивание.
Материал нарезают или равномерно распределяют на поддоне, помещают в камеру и охлаждают до 43°C.
Затем давление падает, создается вакуум и мы наблюдаем эффект так называемой тройной точки вещества, воды в данном случае, когда при определенной температуре и давлении, оно сразу переходит из твердой формы - в газообразную.
В итоге, жидкость испаряется без использования высокотемпературной обработки, а мы получаем выход с нативной структурой и неповрежденными компонентами.
Для сублимационных бытовых сушилок HarvestRight можно выделить дополнительные шаги:
1. Обезвоженная продукция вместе с кислородным адсорбером запаковывается в специальные герметичные пакеты для предотвращения попадания кислорода и воды из воздуха. Пакеты включены в комплект.
2. Перед употреблением лиофилизат восстанавливается. Просто добавьте воды, и он вновь приобретет свой аромат, вкус и внешний вид.
Домашний лиофилизатор расширяет возможности – вы сублимируете то, что хотите, храните это, сколько хотите. Излишки не выбрасываются, а резервируются. Это прекрасный инструмент, помогающий сформировать осознанное отношение к пище.
Лиофильная сушилка даст вам возможность создавать еду:
• Свободную от посторонних примесей;
• Сохранившую всю пользу свежести;
• Способную храниться до двадцати лет не теряя во вкусе или полезности;
• Нравящуюся именно вам, а не фокус-группе какого-нибудь комбината питания.
Что можно подвергать лиофилизации?
Сублимировать можно почти все:
• Мясо: готовое и сырое;
• Первые и вторые блюда: супы, гарниры, жаркое, запеканки, стейки и отбивные и т.п.
• Молочные продукты: творог, сметана, сливки, сыр, и даже мороженое;
Выводы
Сублимационная сушка – это современный подход к сохранению пищи, представляющий собой лучшее из того, что мы знаем о еде и том, как ее использовать. Он отвечает скорости и требованиям современной жизни – ничего удивительного, что этот ответ - это полезный фастфуд.
Если вас заинтересовала эта технология, возникли вопросы, звоните нам и получите консультацию по методу в целом и по сушилкам в частности.
Принцип метода лиофильной сушки с одной стороны достаточно прост: замораживается препарат (который необходимо высушить), помещается в вакуумную камеру, происходит возгонка растворителя. Но с другой стороны, лиофильная сушка трудозатратный процесс: подготовка препарата к сушке должна быть тщательной, для полного высыхания требуется высокий вакуум, сам процесс достаточно длительный и требует больших энергозатрат. Однако современное лабораторное оборудования сводит к минимуму эти недостатки. Почему же этот метод называют и сублимацией? Все очень просто, у термина возгонки есть и другое название – сублимация. Отсюда и сублимационная сушка.
Преимущества лиофильной сушки
Несмотря на свои недостатки лиофильная сушка широко распространена, и это не случайно, так как преимуществ в этом процессе гораздо больше.
Процесс упаривания происходит при низкой температуре, благодаря чему не разрушается белок (исключена денатурация), антибиотики, вирусы, микроорганизмы, нестабильные фармацевтические продукты, свежие продукты питания сохраняют свои свойства, их можно длительно хранить, что важно для лабораторных исследований. Для некоторых задач вполне может подойти и ротационный испаритель, но он не работает при низких температурах.
Некоторые вещества при перегонке захватываются паром, но в процессе сублимации (именно при низкой температуре), такие вещества можно высушить.
Образцы после лиофильной сушки легко растворяются, что упрощает исследования в лаборатории. Это возможно благодаря тому, что объем высушиваемой смеси меняется незначительно за счет образования мелкокристаллической структуры.
Этот метод позволяет высушивать нестабильные липидные компоненты липопротеидов и другие гидрофобные вещества.
Благодаря низкой температуре отсутствует опасность микробиологического заражения. При этом ферментативное расщепление сводится к минимуму.
Благодаря высокому вакууму отсутствует опасность окисления нестабильных веществ кислородом.
В высушиваемом продукте остается менее 1% влаги, потому его можно долго хранить.
Где применяется лиофильная сушка
Лиофильная сушка применяется во многих отраслях, как в промышленных, так и в лабораторных масштабах. В промышленности лиофильное оборудование используют для консервации продуктов питания, для приготовления продуктов (например, сублимированного кофе). В биологической лаборатории лиофильную сушилку используют для длительного сохранения бактерий, грибов, растений, биопрепаратов, тканей (как животных, так и растительных), а также для пробо подготовки к дальнейшим исследованиям.
Процесс сублимационной сушки или вымораживание производит превосходные продукты, которые сохраняют свою пищевую ценность.
Основные состояния материи
Сначала немного терминологии по физике. Все вокруг нас состоит из крошечных частиц и находится в пяти состояниях вещества: твердых телах, жидкостях, газах, плазме и конденсатах. Забудьте о последних двух, потому что они выходят далеко за рамки сушки вымораживанием — мы сосредоточимся на первых трех. Вы, вероятно, знакомы со всевозможными твердыми веществами, жидкостями и газами, поэтому давайте перейдем к фазовым изменениям. Изменение фазы — это когда материя из привычного стандартного для нее состояния переходит в другое состояние.
Например, превращение воды в лед является примером замерзания. Это кажется довольно простым, верно? Другими фазовыми изменениями являются испарение, конденсация, плавление, сублимация и осаждение. Единственные два, с которыми вы, вероятно, не знакомы, это сублимация и отложение.
Сублимация — это фазовое изменение, при котором твердое вещество превращается непосредственно в газ, не переходя в жидкость.
Осаждение — обратное сублимации состояние, прямое изменение фазы от газа до твердого тела. Осаждение редко встречается в природной среде, но производство сухого льда непосредственно из углекислого газа является распространенным примером. Обратный процесс, когда сухой лед испаряется непосредственно в углекислый газ, является наиболее известным примером сублимации.
Сублимация в сублимационной сушке
Теперь познакомьтесь с еще одним примером сублимации: сублимационная сушка!
Сублимационная сушка пропускает фазу плавления и удаляет замороженную воду из замороженных продуктов в газообразной форме, оставляя после себя идеально консервированные продукты.
В сублимационном оборудовании этот процесс обеспечивается с помощью специально сконструированных камер, которые создают вакуумную среду, вызывающую фазовое изменение воды со льда на пар, оставляя после себя идеально высушенные, совершенно неповрежденные кусочки фруктов или овощей. Требуется много навыков и опыта, чтобы совершенно выполнять процесс сублимационной сушки в вакуумной камере. Чтобы все было правильно, и избежать пригорания или иного разрушения пищи следует в точности соблюдать настройки для конкретного вида продуктов. Конечный результат стоит усилий — идеально высушенные фрукты и овощи, с превосходной формой, цветом, вкусом, сохранением витаминов и длительным сроком хранения порадуют вас в любое время года.
Где необходима сублимационная сушка
Основной отраслью применения сублимационной сушки в настоящее время являются производственные процессы для изготовления лекарств, заквасок, экстрактов лекарственных растений, ферментов и других продуктов, где необходимо сохранить все полезные свойства в течение длительного времени. Сохранение лактобактерий, микроорганизмов и биопрепаратов с наивысшим качеством достигается с помощью лиофилизации.
Особенно важно в фармацевтических препаратах то, что из-за минимального содержания влаги в готовом продукте (только до 5%) его можно хранить в течение длительного времени даже при температуре до 25 градусов, что очень важно для лекарств.
В пищевой промышленности продукты, высушенные этим способом, не только сохраняют все полезные вещества, но также способны сохраняться в течение очень длительного времени (до 5 лет), не теряя аромат и вкус даже при изменяющейся температуре в пределах ± 50 ° C. Даже усадка продукта во время сушки минимальна, из-за чего при добавлении воды легко восстановить структуру продуктов, которые приобретают пористую структуру во время сублимации.
Этапы лиофильной/сублимационной сушки
Весь процесс сублимационной сушки делится на три поочередных этапа:
Этап 1. Подготовка продуктов.
Продукт подготавливают к сублимации: промывают, очищают, дезинфицируют и нарезают. Далее кусочки выгружают на специальный лоток и помещают в сушильную камеру.
Этап 2. Замораживание.
На данном этапе в камере создается вакуумная среда, и продукт охлаждается до температуры затвердевания. Чем качественнее будет заморозка (учитывается скорость и глубина промораживания), тем более мелкими получатся кристаллики льда в продуктах, и тем быстрее они после этого преобразуются в пар.
Этап 3. Сублимирование.
На данной стадии происходит медленное нагревание замороженной продукции до точки перехода твёрдой жидкость в состояние пара. После удаления воды высушенную продукцию нужно поместить в герметичную упаковку минимум на двадцать часов.
У нас вы можете купить плоский ТЭН для сублиматора стандартной сборки или заказать нагреватель с индивидуальными параметрами под конкретные требования. Доставка осуществляется по всем регионам России.
Читайте также: