Основные области применения современных сублимационных сушилок включают: сублимационную сушку и хранение изолированных биологических тканей; сублимационную сушку и сохранение живых бактерий и вирусов; сублимационную сушку традиционной китайской медицины, западной медицины, биологических препаратов и продуктов крови; сублимационную сушку и хранение полуфабрикатов, продуктов здорового питания и функциональных продуктов питания; а также сублимационную сушку для получения нанокерамических материалов и различных микропорошковых металлических материалов. Поэтому сублимационные сушилки широко используются в химической, пищевой, материаловедческой, фармацевтической и биологической отраслях. Это оборудование для реализации технологии лиофилизации, представляющее собой относительно сложные машины, требующие знаний в области холодильной техники, вакуума, термодинамики, механики, гидродинамики, электротехнического управления и сосудов под давлением.
I. Система автоматического управления
Многие лиофилизаторы оснащены системами автоматического управления, а также предлагают функции ручного управления. Однако методы автоматического управления значительно различаются у разных производителей, и пользователи должны понимать эти различия.
Автоматическое управление лиофилизатором должно включать две части: во-первых, автоматическую работу и остановку каждого элемента оборудования в соответствии с требованиями процесса лиофилизации в заданное время; и во-вторых, автоматическое отслеживание температуры полок камеры лиофилизации в соответствии с кривой лиофилизации. Весь процесс лиофилизации не должен требовать ручного управления, хотя ручное вмешательство возможно при необходимости. Однако некоторые лиофилизаторы имеют неполное автоматическое управление, автоматически отслеживая только кривую лиофилизации, а остальные части требуют ручного управления.
У некоторых лиофилизаторов автоматическое управление распространяется только на конец процесса лиофилизации. Процессы после лиофилизации, такие как сжатие в камере, размораживание конденсатора и паровая стерилизация, не могут выполняться автоматически и требуют ручного управления. Паровая стерилизация, в частности, включает в себя множество клапанов управления, что делает ручное управление громоздким. В таких случаях следует выбирать лиофилизатор с автоматической программой стерилизации.
Некоторые лиофилизаторы используют специализированные микрокомпьютеры для автоматического управления, которые удобны в эксплуатации и программировании. Они отображают информацию на языке, специально предназначенном для лиофилизации, и включают в себя флуоресцентный экран, принтер и дискеты. Они могут одновременно хранить десятки программ заморозки, отображая содержимое каждой программы, и вся программа может быть распечатана. Другие лиофилизаторы используют приборы для автоматического управления, которые более громоздки в эксплуатации и программировании и могут хранить меньше программ лиофилизации.
Для лиофилизаторов также крайне важны регистрирующие приборы. Они записывают весь процесс лиофилизации в вакууме для дальнейшего использования. Большинство регистрирующих устройств представляют собой многоточечные регистраторы, способные как к точечной записи, так и к прямой текстовой записи, а также имеющие цифровые системы отображения.
II. Устройства для отбора проб
1. Промежуточное устройство для отбора проб
Некоторые небольшие лиофилизационные сушилки могут быть оснащены промежуточными устройствами для отбора проб для наблюдения и тестирования в процессе лиофилизации без нарушения вакуума, чтобы определить процесс лиофилизации.
2. Устройство для определения эвтектической точки
Лиофилизационные сушилки оснащены устройствами для определения эвтектической точки, которые позволяют определять эвтектическую точку продукта на этапе предварительного замораживания и контролировать, плавится ли продукт во время сублимации.
3. Автоматическое устройство для загрузки/выгрузки контейнеров и система охлаждающей воды
Лиофилизационные сушилки могут быть оснащены автоматическими устройствами для загрузки и выгрузки контейнеров, чтобы снизить трудозатраты и обеспечить целостность продукта.
Для некоторых небольших и средних лиофилизационных сушилок воздушное охлаждение неприменимо, а добавление градирни для циркуляции является трудоемким процессом. В таких случаях может быть установлена система циркуляции охлаждающей воды. Эта система включает в себя водяной насос, резервуар для воды и чиллер, которые обеспечивают циркуляцию охлаждающей воды в сушилке для замораживания, при этом чиллер поддерживает необходимую температуру воды.