Sấy thăng hoa là gì?

Sấy thăng hoa bằng bơm chân không: Theo GoodMotor, quá trình làm khô-đông lạnh là một kỹ thuật được sử dụng trong các ngành khoa học và công nghệ, như hóa học, sinh học và công nghệ thực phẩm để bảo quản các mẫu từ thể rắn và thể hơi. Qua tìm hiểu, GoodMotor nhận ra rằng: Quá trình này được thực hiện bằng cách đặt mẫu trong chân không và sử dụng nhiệt kế để loại bỏ nước hoặc các dung môi khác từ mẫu, giúp bảo quản tính toàn vẹn của cấu trúc sinh học và hóa học của mẫu.

Quá trình đông khô có thể đạt được ở nhiều thể tích khác nhau, từ máy sấy đông lạnh nhỏ tại nhà cho đến thiết bị sản xuất quy mô lớn. Từ những lần làm việc với khách hàng, GoodMotor thấy kỹ thuật sấy thăng hoa bằng bơm chân không được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp vì nó có những lợi ích như giảm thời gian sấy khô, giảm chi phí và giữ cho tính toàn vẹn của mẫu. Nó cũng giúp giảm nhiệt độ và áp suất cần thiết cho quá trình sấy khô, giúp bảo quản các chất hoá học và protein trong mẫu.

Tại sao cần phải sấy thăng hoa

Sấy thăng hoa là quá trình quan trọng để bảo quản các mẫu từ thể rắn và thể hơi. Theo các kỹ sư từ GoodMotor, Có những lý do sau đây tại sao cần phải sấy thăng hoa :

  • Bảo quản tính toàn vẹn của cấu trúc sinh học và hóa học của mẫu: Sấy thăng hoa giúp loại bỏ nước hoặc các dung môi khác từ mẫu, giúp bảo quản tính toàn vẹn của cấu trúc sinh học và hóa học của mẫu.
  • Giữ sự tương tác giữa các protein: Sấy thăng hoa giúp giữ sự tương tác giữa các protein trong mẫu, giúp cho các chất hoá học và protein trong mẫu giữ nguyên trạng.
  • Giảm thời gian sấy khô: Sấy thăng hoa giúp giảm thời gian sấy khô, giảm chi phí và giúp cho quá trình sấy khô diễn ra nhanh hơn.
  • Giảm nhiệt độ và áp suất: Sấy thăng hoa giúp giảm nhiệt độ và áp suất cần thiết cho quá trình sấy khô, giúp bảo quản các chất hoá học và protein trong mẫu.

Các giai đoạn của sấy thăng hoa bằng bơm chân không

Có ba giai đoạn trong quá trình đông khô: Làm đông lạnh sơ bộ, làm khô sơ cấp và làm khô thứ cấp.

  1. Tổng quan quá trình sấy thăng hoa

  2. Quá trình đóng băng

    Giai đoạn trước cấp đông là giai đoạn quan trọng nhất của quá trình đông khô. Trong giai đoạn này, mẫu được đặt trong chân không và sử dụng nhiệt kế để giảm nhiệt độ của mẫu đến mức khô lạnh sơ bộ. Để giải quyết vấn đề bảo quản mẫu, quá trình đông lạnh hoàn toàn đầu tiên cần thực hiện để đảm bảo mẫu có thể trải qua quá trình thăng hoa thành công. Nếu mẫu chưa được đông lạnh hoàn toàn, sự bay hơi sẽ xảy ra và không thể bảo quản được các đặc tính cần thiết của mẫu.
    Tốc độ đông cứng mẫu là một yếu tố quan trọng để đảm bảo kích thước của các tinh thể trong mẫu luôn được bảo quản tốt. Theo hiểu biết của GoodMotor, nếu không quản lý tốt tốc độ đông cứng, có thể gây ảnh hưởng đến quá trình hoàn nguyên, thời gian đông khô và tính toàn vẹn và ổn định của mẫu.
    Các tinh thể nước đá lớn hơn có thể giúp cho quá trình đông khô diễn ra nhanh hơn và hiệu quả hơn bởi vì các phân tử nước có thể di chuyển ra khỏi mẫu dễ dàng hơn trong quá trình thăng hoa. Tuy nhiên, theo GoodMotor, đối với các mẫu như thực phẩm hoặc khăn giấy, các tinh thể lớn có thể gây hỏng tế bào và làm hỏng mẫu. Thực tế từ kỹ sư GoodMotor cho thấy, quá trình đông lạnh nhanh chóng qua quá trình đóng băng chớp nhoáng được ưa chuộng hơn bởi vì nó tạo ra các tinh thể băng nhỏ hơn.

  3. Sấy sơ cấp

    Trong quá trình sấy thăng hoa, giai đoạn sấy sơ cấp là giai đoạn đầu tiên trong quá trình đông khô. Nó có nhiệm vụ giảm nhiệt độ của mẫu đến mức gần như đông lạnh và tạo ra môi trường khô khan cho quá trình đông khô tiếp theo.
    Từ kinh nghiệm của GoodMotor, trong giai đoạn sấy sơ cấp, mẫu được đặt trong môi trường đông lạnh với nhiệt độ thấp hơn so với nhiệt độ bên ngoài. Điều này giúp cho các tinh thể nước trong mẫu dần chuyển sang trạng thái đông lạnh và giảm tốc độ của các hoạt động hóa học trong mẫu. Từ kinh nghiệm thực tế của GoodMotor, nó giúp bảo quản độc tính và tính toàn vẹn của mẫu trong thời gian dài.
    Sấy sơ cấp có thể thực hiện bằng cách sử dụng máy đông lạnh hoặc thông qua việc đặt mẫu trong chai đông lạnh hoặc túi đông lạnh và đặt trong chân không để loại bỏ nhiệt. Khi giai đoạn sấy sơ cấp hoàn tất, mẫu sẽ được chuyển sang giai đoạn sấy khô thứ cấp để hoàn tất quá trình đông khô.

  4. Sấy thứ cấp

    Theo GoodMotor, trong giai đoạn làm khô thứ cấp, các tinh thể nước liên kết với mẫu được giải phóng bằng cách tăng nhiệt độ và áp suất. Từ kinh nghiệm thực tế, GoodMotor nhận ra rằng: Điều này tạo ra môi trường khô khan để giải phóng các tinh thể nước ra khỏi mẫu, giúp mẫu có độ ẩm khoảng 2%. Quá trình này rất quan trọng để bảo quản và lưu trữ mẫu trong thời gian dài.

Thiết bị cần thiết để làm khô đông lạnh

Để làm đông khô thành công một mẫu, thiết bị của bạn sẽ cần phải đáp ứng các yêu cầu nhất định. Theo các kỹ sư GoodMotor: Đầu tiên, cuộn dây thu nhiệt của máy sấy đông lạnh của bạn cần phải có nhiệt độ lạnh hơn điểm đóng băng của mẫu từ 15-20 độ để giữ hơi nước thoát ra. Để thực hiện quá trình thăng hoa bằng bơm chân không, bạn sẽ cần một máy bơm chân không có khả năng đạt tối thiểu 0,20 mBar. Chân không sâu này thiết lập áp suất âm, buộc các tinh thể nước chảy tự do ra khỏi mẫu qua quá trình thăng hoa và di chuyển đến cuộn dây thu nhiệt. Bạn cũng cần phải có một thiết bị khô như: ống góp, máy sấy buồng hoặc khay, và dụng cụ hoặc khay thủy tinh để chứa mẫu của bạn. Để kiểm soát độ ẩm và tình trạng của mẫu, sử dụng một hệ thống giám sát và điều khiển độ ẩm có thể giúp cho việc làm khô được thực hiện một cách chính xác và hiệu quả hơn.

Thiết bị cần thiết để sấy thăng hoa bằng bơm chân không

Sấy thăng hoa cần những thiết bị nào?

Thiết bị cần thiết để sấy thăng hoa bằng bơm chân không bao gồm:
– Máy sấy đông lạnh có cuộn dây thu nhiệt lạnh hơn điểm đóng băng của mẫu từ 15-20 độ.
Máy bơm chân không có khả năng đạt tối thiểu 0,20 mBar.
– Thiết bị khô như: ống góp, máy sấy buồng hoặc khay, và dụng cụ hoặc khay thủy tinh để chứa mẫu.
– Hệ thống giám sát và điều khiển độ ẩm để kiểm soát tình trạng và độ ẩm của mẫu trong quá trình sấy thăng hoa.
– Phụ kiện chân không để giúp tạo ra áp suất âm và điều khiển tốc độ chân không.
– Thiết bị đo nhiệt để kiểm soát nhiệt độ trong quá trình sấy thăng hoa.
– Thiết bị quản lý điện năng để điều chỉnh và điều khiển các tham số và tiêu hao điện năng trong quá trình sấy thăng hoa

Những thiết bị này cùng với sự thiết kế và chất lượng của thiết bị sấy thăng hoa có thể giúp đảm bảo tính toàn vẹn của mẫu trong quá trình sấy và bảo quản sau đó. Tuy nhiên, sấy thăng hoa bằng bơm chân không còn cần phải được thực hiện trong môi trường chân không để tránh tác động của áp suất và nhiệt độ ngoài.

Xem thêm: Các loại máy bơm sử dụng cho kỹ thuật sấy thăng hoa

Máy bơm chân không EDWARDS
Máy bơm chân không EDWARDS

Tham khảo thêm: Nên sử dụng máy bơm chân không loại nào? Ứng dung của từng loại máy

Chuyên gia

0969.65.38.61