A secadora por congelamento de laboratório (também conhecida como secadora por congelamento) é um equipamento para remover a umidade da substância através do princípio de congelamento e sublimação a vácuo, amplamente utilizado em biomedicina, processamento de alimentos e outras áreas. Sua estrutura básica e princípios de funcionamento são os seguintes:
I. Composição estrutural principal
Sistema de congelamento: incluindo câmaras de congelamento e unidades de refrigeração para fornecer ambientes de baixa temperatura (geralmente abaixo de -50 ° C) para congelar a água na amostra em estado sólido. Os sistemas de refrigeração geralmente usam refrigeração por compressor ou refrigeração por nitrogênio líquido.
Sistema de vácuo: consiste em bombas de vácuo e câmaras seladas para excluir ar e manter um ambiente de baixa pressão (geralmente abaixo de 0,1 mbar), permitindo que a umidade sublime diretamente a baixas temperaturas.
Sistema de aquecimento: geralmente é usado um elemento elétrico ou um trocador de calor para fornecer calor controlado para a amostra em um ambiente de vácuo e promover a sublimação direta da água em estado sólido em gás.
Condensador (capturador de água): um componente de baixa temperatura localizado no sistema de vácuo (-40 ° C a -80 ° C) para capturar o vapor de água sublimado da amostra, impedindo que retorne à amostra ou polui a bomba de vácuo.
Sistema de controle: incluindo sensores de temperatura, sensores de pressão e microprocessadores, para monitorar e ajustar com precisão os parâmetros de congelamento, vácuo e aquecimento, para garantir que o processo de congelamento e secagem seja estável.
II. Princípio de funcionamento
O processo de congelação é dividido em três fases:
Fase pré-congelada: o sistema de refrigeração congela rapidamente a amostra abaixo do ponto co-cristalino, para que a água na amostra congele completamente em cristais de gelo. Esta fase determina a estrutura física do produto final.
Uma fase de secagem (secagem por sublimação): o sistema de vácuo estabelece um ambiente de baixa pressão, o sistema de aquecimento fornece calor potencial de sublimação, permitindo que os cristais de gelo sublimam diretamente em vapor de água e sejam capturados pelo condensador. Nesta fase, cerca de 90% da água é removida.
Fase de secagem secundária (secagem analítica): elevando a temperatura para remover ainda mais o resíduo de água de adsorção da amostra, o teor final de água atinge 1-4%.
Características técnicas
A operação a baixa temperatura pode efetivamente manter a atividade da substância sensível ao calor.
2, o ambiente de vácuo impede a deterioração da oxidação.
A estrutura porosa mantém a forma original da amostra.
4, os produtos após secagem são fáceis de conservar a longo prazo e têm boa resistência à água.
Através do trabalho conjunto de vários sistemas, o secador congelado alcançou o objetivo técnico de remover a umidade de forma eficiente a baixas temperaturas e baixas pressões, mantendo ao mesmo tempo as características da amostra em maior medida. Os diferentes modelos de congeladores podem variar em detalhes estruturais, mas os princípios básicos são os mesmos.
