L'équipement de lyophilisation de laboratoire fait référence à divers dispositifs et systèmes utilisés pour la lyophilisation sous vide à l'échelle du laboratoire, y compris de nombreux types de lyophilisateurs de bureau, lyophilisateurs verticaux, lyophilisateurs in situ et autres. Ces appareils atteignent des objectifs de séchage en sublimant l'humidité dans les matériaux directement de l'état solide à l'état gazeux dans des conditions de basse température et de basse pression, largement utilisés dans les domaines de la biologie, de la médecine, de l'alimentation, des matériaux, de l'environnement, etc. La connaissance systématique de l'équipement de lyophilisation de laboratoire aide les chercheurs scientifiques à choisir l'équipement approprié en fonction de leurs propres besoins et à mener des recherches scientifiques et rationnelles sur le processus de lyophilisation.

Le principe de base de la lyophilisation sous vide est de geler les matériaux aqueux d'abord à basse température, puis de les chauffer sous vide, de sorte que la glace se sublime directement en vapeur d'eau, puis de capturer la condensation de vapeur d'eau à travers un piège à froid, ce qui permet d'obtenir des produits secs. Comme le processus de séchage est effectué à basse température et dans des conditions anoxiques, il est possible de conserver les composants thermosensibles, l'activité biologique et les caractéristiques structurelles des matériaux, il est particulièrement adapté à la conservation à sec des antibiotiques, vaccins, produits sanguins, préparations enzymatiques, souches microbiennes, etc. Les articles traités par lyophilisation ont une faible teneur en eau, peuvent être conservés dans des conditions normales de température ou de réfrigération pendant une longue période, et après avoir ajouté de l'eau, ils peuvent restaurer les propriétés physico - chimiques et l'activité biologique d'origine, de sorte que la technologie de lyophilisation a été saluée comme "La méthode de séchage idéale pour garder l'échantillon intact".

Les types d'équipements de lyophilisation de laboratoire sont variés et peuvent être classés en fonction de la forme structurelle, des caractéristiques fonctionnelles et de l'utilisation. Par la forme structurelle, il peut être divisé en Desktop, vertical et horizontal, etc. La machine de lyophilisation de table est de petite taille et occupe peu d'espace, convient aux expériences de lyophilisation de petits échantillons; Le lyophilisateur vertical a un grand espace intérieur, une bonne dissipation de chaleur, une zone de lyophilisation et un volume de traitement relativement importants, qui peuvent être utilisés pour des expériences de taille moyenne ou des essais pilotes; Le lyophilisateur horizontal a alors une cavité plus grande, adaptée à des bacs ou des conteneurs de plus grande taille, plus utilisés pour la production industrielle. Selon le mode de contrôle de la pression du processus de lyophilisation, il peut être divisé en type normal et type de montée en pression, ce dernier par le test de montée en pression pour juger le point final de séchage, applicable aux occasions où les exigences strictes du point final de séchage sont imposées.

Dans la configuration fonctionnelle, il peut à son tour être divisé en type normal, type de presse - étoupe, Type Multi - collecteur et type in situ, etc. Le type commun convient pour les matériaux à disque, tels que les solutions, les poudres, les échantillons en vrac, etc.; Le type de Capsule est équipé d'un dispositif de capsule qui peut sceller la bouteille de cillin après la fin du séchage et éviter la contamination secondaire; Le type Multi - collecteur permet de connecter plusieurs flacons ou ampoules à l'extérieur du séchage, de sécher en parallèle différents échantillons et de retirer ou de charger les flacons à tout moment sans affecter les autres échantillons; Le type in situ effectuera le processus de précongélation et de séchage dans la même cavité, ce qui permettra d'automatiser l'ensemble du processus et de réduire le risque de manipulation manuelle et de contamination. Cette configuration fonctionnelle diversifiée permet aux équipements de lyophilisation de laboratoire de s'adapter aux différentes Morphologies de matériaux et aux besoins expérimentaux.

Les principaux composants de l'équipement de lyophilisation de laboratoire comprennent la boîte de séchage, le piège froid, le système de vide, le système de réfrigération, le système de chauffage et le système de contrôle, entre autres. La boîte de séchage est l'espace où les matériaux sont placés, généralement avec la vésicule interne en acier inoxydable, la surface est brillante, résistante à la corrosion et facile à nettoyer. Les pièges froids sont utilisés pour capturer la vapeur d'eau sublimée, dont la température affecte directement la capacité de capture d'eau et l'efficacité de séchage, avec des températures typiques de piège froid allant de - 40 ℃ à - 80 ℃. Le système de vide se compose d'une pompe à vide et d'une ligne pour extraire l'air et la vapeur d'eau à l'intérieur de la boîte de séchage, en maintenant l'environnement à basse pression requis. Les systèmes de réfrigération fournissent du froid pour les boîtes de séchage et les pièges froids, généralement avec des unités frigorifiques superposées pour atteindre des températures plus basses. Le système de chauffage fournit de la chaleur pour le séchage par sublimation par chauffage électrique, chauffage à l'huile de silicone ou chauffage par rayonnement, etc. Le système de contrôle est responsable de la configuration, de l'affichage et de l'enregistrement des paramètres tels que la température, le degré de vide et le temps, afin de réaliser un contrôle automatique.

En termes de domaines d'application, il couvre presque tous les scénarios de recherche scientifique nécessitant un séchage doux. En ce qui concerne les échantillons biologiques, il peut être utilisé pour la conservation à sec de bactéries, de virus, de cellules, de tissus et d'autres matériaux biologiques, fournissant des moyens techniques pour la conservation des souches microbiennes, la taxidermie biologique. Dans le domaine pharmaceutique, il peut être utilisé pour la lyophilisation d'antibiotiques, d'hormones, de vaccins, d'anticorps, de protéines et d'autres médicaments, pour améliorer la stabilité du médicament et prolonger la durée de conservation. Dans le domaine alimentaire, il peut être utilisé pour la lyophilisation d'aliments tels que les fruits, les légumes, la viande, les fruits de mer, les boissons instantanées, etc., en préservant leur couleur, leur arôme, leur saveur et leur contenu nutritionnel. Dans le domaine de la science des matériaux, il peut être utilisé pour le séchage des nanomatériaux, des poudres ultrafines, des matériaux poreux, etc., empêchant l'agglomération des particules et la destruction structurelle. Dans le domaine des sciences de l'environnement, il peut être utilisé pour le prétraitement d'échantillons de sol, de boues, d'échantillons d'eau, etc., ce qui facilite la détection analytique ultérieure.

Lors de la sélection des équipements de lyophilisation en laboratoire, les utilisateurs doivent prendre en compte plusieurs dimensions. Tout d'abord, les caractéristiques de l'échantillon, y compris le type d'échantillon, la morphologie, la sensibilité à la chaleur, le point eutectique, etc., différents échantillons pour la température de précongélation, la température de séchage, le degré de vide et d'autres exigences différentes, il est nécessaire de choisir l'équipement avec la plage de température correspondante et la capacité de contrôle. Deuxièmement, le volume de traitement, la zone de lyophilisation appropriée et la capacité de capture d'eau sont choisies en fonction du nombre d'échantillons quotidiens et de la taille du lot, évitant ainsi la surcapacité ou l'insuffisance de l'équipement. Encore une fois, il y a des exigences fonctionnelles, telles que la nécessité de fonctionnalités telles que la capsule, le collecteur multiple, le prégel in situ, l'enregistrement de données et la surveillance à distance, etc. En outre, les conditions de l'espace de laboratoire, le budget, le service après - vente, ainsi que la marque de l'équipement et le bouche - à - oreille sont des facteurs importants.

Lors de l'utilisation et de l'entretien, plusieurs liens clés doivent être pris en compte. Tout d'abord, la préparation de l'échantillon doit être raisonnable, la concentration de la solution ne doit pas être trop élevée ou trop faible, l'épaisseur de l'échantillon doit être uniforme pour garantir l'uniformité de la lyophilisation. Deuxièmement, la précongélation doit être suffisante pour assurer la congélation de l'échantillon, sinon le phénomène d '« ébullition» ou de « désintégration» se produit facilement à l'état de vide. Encore une fois, le contrôle du degré de vide doit être approprié, un vide faible affectera l'efficacité de sublimation, un vide élevé peut provoquer une surchauffe ou une décharge de l'échantillon. En outre, le nettoyage régulier de l'équipement, le givrage, l'inspection des joints d'étanchéité et de l'huile de pompe à vide aident à maintenir les performances de l'équipement et à prolonger sa durée de vie.

En résumé, l'équipement de lyophilisation de laboratoire, en tant qu'outil important pour la recherche scientifique moderne, fournit des solutions de séchage douces et efficaces pour de nombreux domaines grâce à la technologie de lyophilisation sous vide. Du lyophilisateur de table de base au lyophilisateur in situ, différents types d'équipements sont ciblés et forment ensemble le système technique de lyophilisation en laboratoire. Les chercheurs scientifiques ne peuvent choisir scientifiquement, utiliser rationnellement et jouer pleinement le rôle de la technologie de lyophilisation dans la recherche scientifique et la production que s'ils comprennent en profondeur le principe de fonctionnement, les caractéristiques de performance et la portée de l'application de divers types d'équipements.