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Zhengzhou Kowanda Bio Instrumentos Co., Ltd.
Princípio de funcionamento e ampla aplicação do congelador in situ
Datas:2025-06-12Leia:0
O congelador in situ é um dispositivo baseado na tecnologia de secagem por congelamento a vácuo, cujo princípio de funcionamento depende principalmente da mudança trifásica da água (sólido, líquido e gás), através do congelamento a baixa temperatura e da sublimação a vácuo para alcançar a secagem do material. Esta tecnologia é amplamente utilizada em medicina, produtos biológicos, alimentos e outros campos para manter ao máximo os ingredientes ativos e as propriedades estruturais do material. Aqui estão seus princípios básicos e aplicações típicas:
I. Princípio de funcionamento
1 – Fase pré-congelada
O material congela rapidamente em ambientes de baixa temperatura (geralmente ≤ -50 ° C), permitindo que a umidade interna forme um cristal de gelo uniforme, evitando que o cristal de gelo danifique excessivamente a estrutura do material. Os sistemas de refrigeração (nitrogênio líquido ou compressor) fornecem ambientes de baixa temperatura para garantir que o material dure completamente.
O congelamento rápido reduz o tamanho dos cristais de gelo e protege a atividade de substâncias sensíveis ao calor, como proteínas.
Fase de secagem primária (sublimação)
Em um ambiente de vácuo (pressão ≤ 610,5 Pa), a energia térmica é fornecida através do sistema de aquecimento (principalmente aquecimento por radiação) para que o cristal de gelo sublime diretamente em vapor de água, sem passar pelo líquido. As bombas de vácuo continuam a extrair o vapor de água para manter o ambiente de baixa pressão.
O ponto trifásico (0,01 ° C, 610,5 Pa) é a condição crítica para a sublimação, evitando a degeneração térmica.
Análise da fase de secagem (excluindo a água residual)
Aquecer para temperaturas mais altas (geralmente 0-30 ° C), removendo a água ligada ao material. A tecnologia de desidratação secundária garante que o teor de umidade seja reduzido a ≤5%, garantindo a estabilidade a longo prazo.
4 Componentes principais do equipamento
Design de divisão: separação da sala de secagem da armadilha fria, condução térmica do óleo de silício para melhorar a eficiência energética;
Controle de automação: monitoramento em tempo real de temperatura, parâmetros de pressão e otimização da curva de secagem.
II. Amplas áreas de aplicação
1 - Biomedicina.
Proteína / vacina conservação: ambiente de baixa temperatura para evitar a degeneração, taxa de retenção de bioatividade após congelamento ≥ 95%, para facilitar o transporte e armazenamento a longo prazo.
Preparação de bactérias vivas: como a vacina contra a diarreia oral, a estabilidade após a congelação melhora significativamente.
2. indústria alimentar.
Processamento de carne / frutas e legumes: grãos de vaca congelados, frutas congeladas e outros conservam o sabor original e a nutrição (taxa de perda de vitaminas < 5%), com boa capacidade de recuperação de água, adequado para lanches de lazer e alimentos ao ar livre.
Alimentos para animais de estimação: sem adição de carne congelada para atender às altas necessidades nutricionais.
3 – Indústria Química e Pesquisa Científica
Produção experimental: adaptação flexível à escala experimental, função de compressão automática para melhorar a eficiência.
Conservação de substâncias ativas: enzimas, tecidos celulares, etc. são estruturalmente estáveis após a congelação, facilitando a pesquisa.
III. Vantagens técnicas
Proteção estrutural: evitar o derretimento do cristal de gelo e a destruição a alta temperatura, manter a estrutura esponjosa porosa e recuperar a água rapidamente.
Economia de energia: o projeto de armadilha fria dividida reduz o consumo de energia e a condução térmica do óleo de silício melhora a utilização do calor.
Longo período de conservação: o teor de umidade ≤ 5% inibe a reprodução de micróbios e conserva a temperatura normal por vários anos.
Os congeladores in situ, com a sua forma de secagem suave a baixa temperatura e pressão, tornam-se a escolha ideal para a conservação de substâncias sensíveis ao calor, e a demanda continuará a crescer no futuro nos setores biomédico e alimentar de alto valor agregado.