เทคโนโลยีการทำแห้งด้วยโฟมสูญญากาศสำหรับเครื่องเป่า Pilot Freeze Dryer

เทคโนโลยีการทำแห้งด้วยโฟมสูญญากาศสำหรับเครื่องเป่า Pilot Freeze Dryer

Pilot Freeze Dryer ถูกสร้างขึ้นโดยคำนึงถึงความสามารถรอบด้านเพื่อให้ Pilot Freeze Dryer นี้สามารถตอบสนองความต้องการในการไลโอฟิไลเซชั่นได้ อุณหภูมิชั้นวางต่ำถึง -70C และอุณหภูมิคอนเดนเซอร์ถึง -85C รองรับการใช้งานที่หลากหลาย มีจำหน่ายในรูปแบบจำนวนมากหรือแบบหยุดและมีชั้นวางมากถึง 6 ชั้น แต่ละระบบมีให้เลือกใช้รูปแบบการควบคุมและเซ็นเซอร์อุณหภูมิและสูญญากาศ ช่วยให้คุณกำหนดค่า Pilot Freeze Dryer ให้ตรงตามความต้องการแอปพลิเคชันเฉพาะของคุณเอง

Pilot Freeze Dryer ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตยาชีววัตถุอาหารและเครื่องสำอางระดับไฮเอนด์และผงพิเศษ เนื่องจากผลิตภัณฑ์มีข้อดีคืออายุการเก็บรักษานานใช้สะดวกขนส่งสะดวกและเก็บรักษาที่อุณหภูมิห้องจึงมักใช้วิธีการทำแห้งเยือกแข็งในการเก็บรักษาวัคซีนและจุลินทรีย์ เมื่อเทียบกับวิธีการอบแห้งทั่วไปอื่น ๆ เช่นการทำให้แห้งการผลิตแบบแห้งเยือกแข็งมีวัฏจักรที่ยาวนานและใช้พลังงานสูงซึ่ง จำกัด ช่วงการใช้งานของเทคโนโลยีการทำแห้งแบบเยือกแข็ง

เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของการผลิตการทำแห้งแบบเยือกแข็งลดการใช้พลังงานและรักษาข้อดีของผลิตภัณฑ์ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมานักวิชาการต่างประเทศได้เสนอวิธีการอบแห้งแบบใหม่สำหรับวัคซีนสัตวแพทย์การทำแห้งด้วยโฟมสุญญากาศซึ่งมีลักษณะเด่นคือ : ดำเนินการก่อนการบำบัดสารก่อฟองจะถูกโหลดและวัสดุจะขยายเป็นรูปโฟมโดยวิธีการดูดฝุ่นจากนั้นให้ความร้อนภายใต้สุญญากาศเพื่อให้การอบแห้งครั้งแรกและครั้งที่สองเสร็จสิ้นซึ่งจะช่วยขจัดความชื้นในวัสดุออกไป วิธีการใหม่นี้มีการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในพื้นที่ผิวเฉพาะของวัสดุหลังจากการเกิดฟองและสามารถปรับปรุงสภาพการถ่ายเทความร้อนและการถ่ายเทมวลได้อย่างมีนัยสำคัญซึ่งจะช่วยเพิ่มอัตราการอบแห้งอย่างมาก การใช้วิธีนี้นักวิชาการต่างประเทศได้ทำให้ไวรัสไข้หวัดใหญ่ไมโคพลาสม่าและไวรัสหญ้าเจ้าชู้แห้งและได้ผลการทดลองที่ดี นักวิชาการบางคนได้พยายามใช้วิธีนี้ในการทำให้อาหารแห้ง

รายงานสาธารณะเกี่ยวกับการทำแห้งด้วยโฟมสุญญากาศในประเทศจีนยังหาได้ยาก เพื่อส่งเสริมการประยุกต์ใช้และการส่งเสริมเทคโนโลยีการทำให้แห้งด้วยโฟมสูญญากาศในประเทศจีนเอกสารฉบับนี้มุ่งมั่นที่จะดำเนินการวิจัยเชิงทดลองเกี่ยวกับกระบวนการทำแห้งด้วยสุญญากาศแบบสุญญากาศโดยกำหนดปัจจัยหลักที่มีผลต่อผลการเกิดฟองและตัวอย่างขวดขนาด 1 มล. ที่มีผลต่อการเกิดฟอง โฟมถูกทำให้แห้งและแห้งด้วยสุญญากาศ

วัสดุและวิธีการ

1.1 วัสดุทดลอง

สูตรโฟมสุญญากาศแห้งที่ใช้ในการทดลองนี้ประกอบด้วยซูโครส 40% อาร์จินีน 2% กลีเซอรอล 1% 0.025 โมล· L-1 ฟอสเฟตบัฟเฟอร์ (pH 7.2) และ Pluronic-F68 เจลาตินในสัดส่วนหนึ่ง การเก็บรักษาวัคซีนป้องกันโรคนิวคาสเซิลในไก่ Pluronic F-68 ทำหน้าที่เป็นตัวทำฟองซึ่งทำให้สารละลายมีขนาดใหญ่เมื่อระบบดูดฝุ่น เจลาตินทำหน้าที่เป็นตัวปรับเสถียรภาพเพื่อทำให้โครงสร้างโฟมคงตัว

1.2 อุปกรณ์ทดลอง

ไลโอฟิไลเซอร์ที่ใช้ผลิตในเซี่ยงไฮ้ เครื่องทำความร้อนไฟฟ้าถูกจัดวางไว้ด้านล่างชั้นวางและกำลังขับจะถูกควบคุมโดย PLC เพื่อควบคุมอุณหภูมิของชั้นวาง ระบบทำความเย็นใช้ประเภทการบีบอัดไอขั้นตอนเดียว สารทำความเย็นแบบผสมจะถูกบีบอัดเป็นไอน้ำอุณหภูมิสูงและแรงดันสูงในคอมเพรสเซอร์จากนั้นเข้าสู่คอนเดนเซอร์ ของเหลวที่ควบแน่นอุณหภูมิต่ำและแรงดันต่ำแบ่งออกเป็นสองเส้นทางซึ่งตามลำดับในวาล์วปีกผีเสื้อแบบแมนนวลสองตัว การควบคุมปริมาณและการปรับการไหลได้ดำเนินการจากนั้นของเหลวทั้งสองจะถูกทำให้เย็นลงตามลำดับในชั้นวางและคอยล์ดักความเย็นในถังทำแห้งเยือกแข็งเพื่อให้วงจรการทำความเย็นเสร็จสมบูรณ์และอุณหภูมิของกับดักเย็นอยู่ที่ประมาณ -60 ° C ในระหว่างการทดลอง ปั๊มสุญญากาศใช้พลังงานสามเฟสและเชื่อมต่อกับปลายเอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์ Siemens MICROMETTER 440 ด้วยการควบคุมความเร็วในการสูบของปั๊มสูญญากาศและปรับองศาการเปิดของวาล์วทริมเมอร์สูญญากาศทำให้สามารถควบคุมระดับสูญญากาศของกล่องอบแห้งได้อย่างแม่นยำ ตัวอย่างข้อมูลอุณหภูมิภายในถูกรวบรวมทุกๆ 6 วินาทีโดยใช้เครื่องบันทึกข้อมูล Agilent หลังจากตัวอย่างถูกทำให้เย็นลงก่อนบนชั้นวางแล้วการเกิดฟองสุญญากาศจะเริ่มขึ้น เนื่องจากอัตราการดูดฝุ่นเร็วเกินไปน้ำยาจึงถูกฉีดพ่นและเพื่อให้ได้ฟองที่ดีขึ้นกระบวนการฟองจะต้องดำเนินการเป็นขั้นตอนก่อนอื่นในเตาอบเพื่อทำให้แห้ง ถึงระดับสูญญากาศที่กำหนดและหลังจากนั้นสองนาทีสูญญากาศจะถูกควบคุมให้อยู่ภายใน 10 Pa

1.3 โปรแกรมทดลอง

ขั้นตอนการทำแห้งแบบเยือกแข็งด้วยสุญญากาศของโฟมมีดังนี้: ก่อนการทำให้เย็น→การเกิดฟอง→การแช่แข็ง→การทำให้แห้งขั้นต้น→การทำให้แห้งแบบทุติยภูมิ→การปิดผนึก การทดลองประกอบด้วยสองส่วน ส่วน * กำหนดปัจจัยที่มีผลต่อผลการเกิดฟองโดยการออกแบบการทดลองแบบมุมฉาก ส่วนที่สองดำเนินการบนพื้นฐานของ * ส่วนและการทำให้แห้งด้วยการแช่เยือกแข็งของโฟมตัวอย่างขนาด 1 มล. จากการวิจัยวรรณกรรมและการทดลองเบื้องต้นผู้เขียนได้พิจารณาปัจจัยที่มีผลต่อผลการเกิดฟองของ Pluronic F-68 และปริมาณเจลาตินอุณหภูมิชั้นวางและสุญญากาศ ช่วงระดับปัจจัยแสดงไว้ในตารางที่ 1 และตารางการทดลองแบบมุมฉากจะจัดเรียงตาม L9 (34) การทดลองแต่ละครั้งทำซ้ำสามครั้ง ดัชนีของผลต่อการเกิดฟองคือความสูงของฟองและเวลาในการทำให้แห้งหลัก ความสูงของฟองที่สูงขึ้นและเวลาในการอบแห้งยิ่งสั้นลงเงื่อนไขของกระบวนการที่เลือกก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น ส่วนที่สองของขั้นตอนการทดลองมีดังนี้ 1) นำสารละลายตัวอย่าง 1 มล. ในขวดΦ22มม. ความสูงของของเหลวประมาณ 2.5 มม. ปิดฝาจุกครึ่งหนึ่งวางไว้บนชั้นวางก่อน - เย็นเป็นเวลา 30 นาที 2) ปั๊มฟองสุญญากาศ; 3) อบแห้งครั้งเดียวเป็นเวลา 3 ชั่วโมง 4) การอบแห้งอุณหภูมิชั้น 32 ° C สำหรับการอบแห้งครั้งที่สองเป็นเวลา 12 ชั่วโมง 5) การวัดปริมาณน้ำที่เหลือของตัวอย่างโดยใช้วิธีการชั่งน้ำหนักแบบแห้งเครื่องชั่งอิเล็กทรอนิกส์โดยใช้ METTLER - Toledo' s AL104 ด้วยความแม่นยำ 0.1 มก. และทำซ้ำสามครั้งในการทดลอง

จากผลการทดลองเบื้องต้นของผู้เขียน&# 39 เครื่องดูดฝุ่นจะถูกปั๊มโดยตรงในระดับต่ำจนทำให้โฟมแตกได้ง่ายและยังทำให้ขวดสเปรย์ ดังนั้นวิธีการปั๊มสุญญากาศจึงถูกนำมาใช้ในการทดลองทำแห้งแบบเยือกแข็งของโฟมและระดับสุญญากาศของขั้นตอนการเกิดฟองจะขึ้นอยู่กับช่วงการทดลองเริ่มต้นคือ 50 ~ 200 Pa จากผลการทดลองของกระดาษนี้ตราบเท่าที่การเกิดฟอง บรรลุผลบางอย่างดังแสดงในตารางที่ 2 Zui มีขนาดเล็ก 13 มม. และอัตราส่วนของของเหลวเริ่มต้นต่อความสูงคือ 5.2 ซึ่งมีผล จำกัด เวลาในการอบแห้ง สำหรับอิทธิพลของเวลาในการอบแห้งทุติยภูมิผู้เขียนไม่ได้ทำการวิจัยเนื่องจากข้อ จำกัด ของเงื่อนไขการทดลอง แต่จากทฤษฎีการถ่ายเทความร้อนและมวลสามารถคาดหวังได้ว่าเวลาในการอบแห้งทุติยภูมิจะสั้นลงเมื่อผลของการเกิดฟองกลายเป็น ดีกว่า. จากผลการทดลองส่วนที่สองเทคโนโลยีการทำแห้งแบบเยือกแข็งแบบโฟมสูญญากาศสำหรับตัวอย่าง 1 มิลลิลิตรมีปริมาณน้ำเหลือน้อยกว่า 2% ซึ่งใช้เวลาน้อยกว่า 16 ชั่วโมงซึ่งเป็นประมาณครึ่งหนึ่งของการทำแห้งแบบเยือกแข็งแบบเดิม เวลา.

สรุป

ในฐานะที่เป็นเทคโนโลยีการอบแห้งที่เกิดขึ้นใหม่การทำให้แห้งด้วยการแช่เยือกแข็งแบบโฟมสูญญากาศไม่เพียง แต่รักษาข้อดีบางประการของการทำแห้งแบบเยือกแข็งให้กับผลิตภัณฑ์เท่านั้น แต่ยังช่วยลดระยะเวลาในการผลิตลดการใช้พลังงานในการผลิตและยังมีข้อดีบางประการในแง่ของประสิทธิภาพการผลิตและต้นทุนอีกด้วย ในบทความนี้ได้ทำการทดลองการทำแห้งเยือกแข็งด้วยโฟมสูญญากาศโดยใช้สารละลายที่มีซูโครสไลโอโพรเทคแตนท์ทั่วไป ปัจจัยสี่ประการที่อาจส่งผลต่อการก่อตัวของโฟมและความคงตัวได้รับการศึกษาในมุมฉากและรวมกับปัจจัยที่ทำให้เกิดฟอง ทดสอบปริมาณน้ำที่เหลือของตัวอย่าง ความชื้นที่เหลือของตัวอย่างยังสามารถเข้าถึงระดับน้อยกว่า 2% ในกรณีที่เวลาในการอบแห้งสั้นลงอย่างมาก ผลที่ได้รับในบทความนี้มีค่าเป็นแนวทางในการพัฒนากระบวนการทำแห้งเยือกแข็งด้วยสุญญากาศแบบโฟม