Nguyên tắc hoạt động của máy làm khô đông lạnh, còn được gọi là lyophilizer, dựa trên quá trình sublimation.Sublimation là quá trình chuyển đổi một chất trực tiếp từ pha rắn sang pha khí, mà không đi qua giai đoạn lỏng.
Các bước cơ bản liên quan đến nguyên tắc hoạt động của máy làm khô đông lạnh là như sau:
Giảm nhiệt:
Vật liệu được sấy khô được đặt trong buồng sấy khô của máy sấy đông lạnh.
Vật liệu được làm mát đến nhiệt độ rất thấp, thường từ -40 °C đến -80 °C, sử dụng hệ thống làm lạnh.
Nhiệt độ thấp này làm cho hàm lượng nước trong vật liệu đóng băng, hình thành các tinh thể băng.
Tạo chân không:
Phòng sấy sau đó được niêm phong và tạo chân không bên trong bằng cách sử dụng máy bơm chân không.
Vacuum làm giảm áp suất trong buồng, thường ở mức từ 0,1 đến 0,001 mbar.
Sublimation:
Áp suất thấp và nhiệt độ thấp trong buồng sấy làm cho các tinh thể băng sublimate trực tiếp thành hơi nước, bỏ qua giai đoạn lỏng.
Sau đó, hơi nước được lấy ra khỏi buồng sấy và ngưng tụ trên máy ngưng tụ lạnh hoặc bẫy lạnh, được giữ ở nhiệt độ thấp hơn buồng sấy.
Sấy:
Khi nước được loại bỏ khỏi vật liệu thông qua quá trình ngưng tụ, vật liệu dần trở nên khô hơn.
Quá trình sấy khô tiếp tục cho đến khi đạt được mức độ khô mong muốn.
Những lợi thế chính của quá trình đông khô bao gồm:
Duy trì cấu trúc và tính chất ban đầu của vật liệu, vì vật liệu không tiếp xúc với nhiệt độ cao.
Loại bỏ nước một cách hiệu quả mà không gây ra thiệt hại cho các vật liệu nhạy cảm với nhiệt, chẳng hạn như dược phẩm, mẫu sinh học hoặc thực phẩm.
Cải thiện thời gian sử dụng và sự ổn định của các sản phẩm khô.
Dễ hòa tan, vì chất khô có thể dễ dàng tái hydrat hóa bằng cách thêm nước.
Máy làm khô đông lạnh được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác nhau, chẳng hạn như dược phẩm, công nghệ sinh học, chế biến thực phẩm và nghiên cứu khoa học,nơi bảo quản các vật liệu tinh tế và nhạy cảm là rất quan trọng.
