Ліофілізатор працює в три етапи:
Заморожування
Первинне сушіння (сублімація)
Вторинна сушка (адсорбція)
Правильна сублімаційна сушка може скоротити час висихання на 30%.
Етап 1: Етап заморожування
На діаграмі показано, як працює сублімаційна сушарка, а також ідеальні тиск і температура сублімаційної сушки
Це найкритичніший етап. Ліофільні сушарки використовують різноманітні методи заморожування продукту.
Заморожування можна проводити в морозильній камері, морозильній ванні (морозильна камера) або на полицях сублімаційної сушарки.
Ліофільні сушарки охолоджують матеріал нижче потрійної точки, щоб гарантувати, що матеріал сублімується, а не плавиться. Це зберігає фізичну форму матеріалу.
Ліофільні сушарки найбільш сприйнятливі до сублімаційної сушіння великих кристалів льоду, які можуть бути отримані шляхом повільного заморожування або відпалу. Однак для біологічних матеріалів, коли кристали занадто великі, вони можуть пошкодити клітинну стінку, що призводить до не ідеальних результатів сублімаційного сушіння. Щоб запобігти цьому, процес заморожування проводиться швидко.
Для матеріалів, схильних до осадження, можна використовувати процес відпалу. Цей процес передбачає швидке заморожування, а потім підвищення температури продукту, щоб дозволити кристалам рости.
Етап 2: Первинне сушіння (сублімація)
Другий етап — це первинне сушіння (сублімація), під час якого тиск знижується і до матеріалу додається тепло для сублімації води.
Вакуум сублімаційної сушарки прискорює сублімацію. Конденсатор сублімаційної сушарки забезпечує поверхню для приєднання та твердіння водяної пари. Конденсатор також захищає вакуумний насос від водяної пари.
На цьому етапі видаляється близько 95% води з матеріалу.
Первинне сушіння може бути повільним процесом. Надмірне тепло може змінити структуру матеріалу.
Етап 3: Вторинне сушіння (адсорбція)
Останній етап — вторинне сушіння (адсорбція), під час якого видаляються іонно зв’язані молекули води.
Підвищуючи температуру вище температури первинної стадії сушіння, зв’язки між матеріалом і молекулами води розриваються.
Ліофілізований матеріал зберігає свою пористу структуру.
Після завершення процесу сублімаційної сушарки вакуум можна порушити за допомогою інертного газу, перш ніж матеріал буде герметизовано.
Більшість матеріалів можна висушити до залишкової вологості 1-5%.
