Os congeladores experimentais são usados ​​principalmente nas fases de pesquisa e desenvolvimento nas áreas farmacêutica, química e biotecnologia, especialmente no desenvolvimento de novos medicamentos, produção de vacinas, separação de proteínas e armazenamento celular. Em comparação com os congeladores de classe industrial, ele tem as características de miniaturização, flexibilidade e adaptação para produção e testes em pequenos lotes. Seus princípios de funcionamento e requisitos técnicos afetam diretamente a precisão e a reprodutividade dos resultados experimentais e, portanto, exigem um conhecimento aprofundado de seus princípios de funcionamento e características técnicas.

I. Princípio de funcionamento

　　Frigorífico experimentalO princípio de funcionamento pode ser dividido em três etapas básicas: congelamento, sublimação e secagem.

1 - Processo de congelação

O primeiro passo é congelar a amostra a ser tratada. Neste processo, as amostras no freezer são congeladas a baixa temperatura. O objetivo principal desta etapa é converter a umidade da amostra em estado sólido (gelo) por meio de baixas temperaturas e proteger os ingredientes ativos da amostra de altas temperaturas. A velocidade do processo de congelamento é crucial para a qualidade da amostra, e o congelamento rápido ou lento pode afetar a estrutura e a natureza da amostra após a congelação.

2. processo de sublimação

A sublimação é um passo fundamental para a congelação. Nesta fase, a umidade congelada precisa ser transformada do estado sólido para o gás por sublimação. Para realizar este processo, o interior do freezer é bombeado a vácuo, reduzindo a pressão do ar a níveis muito baixos. O estado de vácuo faz com que o ponto de congelamento da água caia drasticamente, levando o gelo a sublimar diretamente em vapor de água sem passar por um líquido. Este processo geralmente leva mais tempo e requer uma baixa temperatura estável para garantir a estabilidade da amostra.

3. processo de secagem

Após a conclusão do processo de sublimação, continue com o ajuste da temperatura e da pressão para remover a umidade residual da amostra. Esta etapa é geralmente dividida em secagem secundária, com o objetivo principal de remover pequenas quantidades de umidade da amostra para garantir a estabilidade a longo prazo do produto congelado. As amostras secundárias são geralmente pó seco ou blocos.

II. Tecnologias-chave

1 - Sistema de congelação

Os congeladores experimentais exigem um controle preciso da temperatura durante o processo de congelamento. Os sistemas de congelação geralmente usam nitrogênio líquido ou refrigerante para resfriar rapidamente a amostra e, ajustando a taxa de resfriamento, evitam a formação de grandes cristais de gelo dentro da amostra, o que reduz os danos à estrutura da amostra após a congelação. As diferentes necessidades experimentais podem exigir diferentes taxas de congelamento e temperaturas, portanto, um sistema de controle de temperatura preciso é fundamental para garantir resultados estáveis e confiáveis.

2. sistema de vácuo

Os sistemas de vácuo desempenham um papel fundamental nos congeladores, responsáveis por fornecer o ambiente de baixa pressão necessário para a sublimação. Normalmente, um sistema de bomba de vácuo eficiente é equipado para alcançar um vácuo profundo e manter-se estável durante todo o processo de congelação. O sistema de vácuo não afeta apenas a eficiência da sublimação, mas também afeta diretamente a velocidade de secagem da amostra e a qualidade do produto final.

3. Controle de temperatura

O sistema de controle de temperatura é usado para ajustar com precisão a temperatura da amostra durante o processo de congelamento. O controle de temperatura multicanal é necessário para controlar a temperatura nas fases de congelamento, sublimação e secagem, para garantir que cada fase esteja nas melhores condições. Para diferentes medicamentos, proteínas, vacinas, etc., a precisão do controle de temperatura tem um impacto importante na sua atividade e efeito.

4. Sistema de controle inteligente

A maioria tem sistemas de controle automatizados. Com uma tela táctil ou um software de controle no PC, o operador pode monitorar e ajustar parâmetros-chave como temperatura, pressão e tempo em tempo real. Este sistema de automação não só melhora a eficiência do processo de congelamento, mas também ajuda os pesquisadores a obter resultados experimentais mais precisos através do registro e análise de dados. Além disso, o sistema de controle automatizado simplifica a operação e reduz a interferência causada por fatores humanos.

Os congeladores experimentais são importantes como equipamentos importantes no desenvolvimento de medicamentos e na produção de produtos biológicos durante a fase experimental. Através de processos precisos de congelação, sublimação e secagem, ele não só elimina de forma eficiente a umidade das amostras, mas também mantém eficazmente a atividade de medicamentos e produtos biológicos.