Перегруз конденсора может отрицательно сказаться на производительности лиофильной сушки, вакуумного насоса и всей системы. Чтобы избежать этих неприятностей, следует учитывать такие важные характеристики, как емкость конденсора и скорость лиофилизации. Однако существуют и другие параметры, также влияющие на перегруз конденсора , особенно в реальных условиях. Прочтите новую статью нашего блога, и вы узнаете, как можно избежать перегруз конденсора  и тем самым защитить процесс лиофилизации и саму лиофильную сушилку.

Моя дочь только что переехала в новый дом и пригласила нас с женой к себе на ужин. Мы проделали грандиозный путь, и она с гордостью показала нам свою кухню, включая большой новый холодильник. Ее муж был недоволен размерами этого приобретения и особенно жаловался на увеличение эксплуатационных расходов по сравнению с холодильником меньшего размера, который у них был прежде.

Однако моя дочь не согласилась с ним. И, напротив, привела в ответ довольно веские аргументы, почему большой холодильник может быть более рентабельным. Она напомнила ему, что их прежний холодильный агрегат часто был снизу доверху забит продуктами. В результате чего вентиляционное отверстие оказывалось закрыто, а еда быстрее портилась. Поэтому ей часто приходилось увеличивать мощность работающего холодильника, перегружая, таким образом, мотор, увеличивая затраты на электроэнергию, что негативно сказывалось на работе устройства в целом.

Действительно, перегруз – это большая проблема, особенно если речь идет о холодильниках, стиральных машинах, автомобилях и вашей спине, когда возникает необходимость поднимать тяжелые сумки с продуктами.

И это такая же большая проблема для лиофильной сушки в вашей лаборатории, особенно, когда речь идет о конденсоре.

Чтобы избежать перегруза конденсора, важно знать, сколько влаги необходимо удалить. Если на змеевике конденсора накапливается слишком много льда, увеличивается изоляция и процесс становится менее эффективным. В худшем случае конденсор больше не сможет улавливать лед. Еще один момент, который следует учитывать, заключается в том, что использование  лиофильной сушки с небольшим ледовым конденсором может привести к повышению температуры коллектора. Такое повышение температуры возникает из-за ледяной изоляции и плохого вакуума в системе, в следствии чего пар накапливается в сушильной камере и портит масло в насосе.

Чтобы предотвратить эти нежелательные эффекты, следует обратить особое внимание на две характеристики конденсора. Первая из них – это общая вместимость конденсора или сколько килограмм льда может накопиться на змеевике. Вторая – емкость конденсации или скорость лиофилизации. Этот параметр определяет, сколько килограмм льда может быть захвачено змеевиком в течение 24 часов. Скорости лиофильной сушки измеряют обычно с помощью манифолдов с образцами воды, замороженными тонким слоем. Образцы, для которых применялась имеют более низкие скорости сублимации.

Я рассматриваю эти два параметра, как наиболее важные, поскольку как общее количество растворителя в партии, так и скорость его сублимации, могут вызвать перегруз конденсора.

Влияние этих параметров на перегруз конденсора представлено на графике ниже. На рисунке вы можете увидеть, что происходит с улавливающей способностью конденсора (синяя линия) и объемом пара (красная линия) в зависимости от продолжительности цикла относительно присутствующей влаги.

Если объем пара больше, чем конденсор может уловить, пар будет проходить дальше и выходить через вакуумный насос. Это может произойти, если количество сублимированного растворителя превысит общую емкость  конденсора. Перегрузка  конденсора также возникает и в случае, если процесс протекает быстрее скорости лиофилизации, оптимальной для данного конденсора.

Подобные графики полезны для наглядности, однако они часто получены с использованием стандартизированных параметров и не всегда могут быть применимы к реальным условиям.

Позвольте объяснить на примере. Растворитель испаряется из образца в течение всего цикла, но скорость его испарения неравномерная. Фактически высушивание часто происходит быстрее в начале первичной сушки, когда сопротивление миграции пара меньше. В некоторых случаях, даже когда характеристики конденсора выбраны должным образом, а время процесса составляет в среднем от 24 до 48 часов, отдельно взятые образцы способны выделять слишком большое количество пара в короткий промежуток времени, и конденсор не успевает его улавливать. Это приводит к перегрузке  конденсора.

Температура процесса, тип контейнера и размер партии – это все факторы, которые могут влиять на скорость, с которой образуется пар.

Избыточное количество энергии, применяемое в начале этапа первичной сушки, может привести к слишком быстрому парообразованию. Это, в свою очередь, способствует увеличению давления и повышению температуры  конденсора, поскольку  конденсор пытается уловить избыточное количество пара.

Следовательно, все эти соображения следует учитывать при разработке цикла лиофильной сушки, чтобы избежать перегрузки  конденсора, защитить вакуумный насос, лиофилизатор и эффективность всего процесса.

Надеюсь, я не перегрузил вас информацией о перегрузке конденсора и о сублимационной сушке. Если это так, радуйтесь. В следующем посте этого блога я еще раз поговорю с вами о хроматографии.

До новых встреч!