Описание

Лиофилизация – способ «мягкого» извлечения растворителя из продуктов в замороженном состоянии. Процесс высушивания происходит за счёт сублимации – прямого перехода субстанции из твёрдой фазы в газообразную.
Процесс лиофильной сушки состоит из нескольких стадий.
Первая стадия – заморозка. Продукт для высушивания предварительно замораживают при атмосферном давлении. Это делается либо непосредственно в лиофильной сушилке, либо в отдельной камере глубокой заморозки.
Вторая стадия – вакуумирование. Когда конденсор (охлаждаемая поверхность) достиг своей наименьшей температуры, а замороженный продукт помещен в камеру или достаточно заморожен, находясь внутри камеры, включается вакуумная откачка. Давление внутри сушильной камеры снижается до значения, которое (из кривой давления насыщенного пара для растворителя) соответствует состоянию близкому к точке сублимации растворителя.
Третья стадия – сублимация. После достижения рабочего вакуума, запускается активный процесс сублимации: растворитель переходит непосредственно из твердого в газообразное состояние. Ускорению процесса способствует увеличение подачи тепловой энергии к высушиваемому продукту. Так как конденсор прибора намного холоднее продукта, то давление паров растворителя над конденсором значительно ниже, чем над продуктом. В результате, термодинамически, преимущественное движение паров растворителя будет направлено от продукта, как источника, к конденсору, как приемнику. Чем выше температура продукта и чем ниже – конденсора, тем быстрее проходит процесс переноса вещества и, как следствие, высушивания вещества.
Четвертая стадия – десорбция. После того как основная масса растворителя извлечена из продукта во время сублимационной стадии сушки, остатки растворителя, молекулы которого связаны более сильными связями непосредственно с высушиваемым веществом, также удаляются путём повышения температуры до максимально допустимых значений для сухого состояния продукта с одновременным понижением давления в камере. Эта стадия сушки занимает, как правило, немного времени и является финальной.
Области применения лиофильной сушилки:
микробиология - консервация бактерий, вирусов на длительный срок, применяется для создания «музеев» культур;
·гистохимия - фиксирование и сохранение гистологических препаратов;
медицина - производство вакцин и сывороток, антибиотиков, консервированных препаратов крови (сухой плазмы для переливания, кровезаменителей);
хирургия - создание сухих препаратов – гомокости, гомокожи, гомососудов, которые применяются при хирургических операциях;
пищевая промышленность - разработка технологий и производство сублимированных продуктов.
аналитика - пробоподготовка для следового анализа в пищевых продуктах, почвах, сточных водах, критических повышенным температурам;
полимеры - сушка чувствительных к температуре полимеров.


Преимущества

• во время этого процесса большинство белков не подвергается денатурации, в пищевых продуктах сохраняются все витамины и полезные вещества;
• большой объем конденсора, производительность и суммарная площадь полок;
• возможность гибкой комплектации прибора под широкий спектр задач;
• технология работы прибора является масштабируемой, поэтому является адаптивной под технологические задачи пользователя (объем конденсора, температура, а также площадь полок и объем колб).

Референсы

1. Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого».
2. Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Институт экспериментальной медицины».
3. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тихоокеанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации.