실험실 냉동 건조기의 구조 원리

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중스리푸 (톈진) 생물기술유한공사

실험실 냉동 건조기의 구조 원리

날짜:2025-09-23읽기 :5

실험실 냉동건조기 (일명 냉동건조기) 는 냉동과 진공승화 원리를 통해 물질 중의 수분을 제거하는 설비로 생물의약, 식품가공 등 분야에 널리 응용된다.핵심 구조 및 작동 원리는 다음과 같습니다.

1. 주요구조구성

1. 냉동시스템: 냉동강체와 냉동설비를 포함하여 저온환경 (일반적으로 -50 ℃ 이하에 달할수 있음) 을 제공하여 견본중의 수분을 고체로 동결하는데 사용한다.냉각 시스템은 일반적으로 압축기 냉각 또는 액체 질소 냉각 방식을 채택한다.

2. 진공시스템: 진공펌프와 밀봉강체로 구성되여 공기를 배출하고 저압환경 (일반적으로 0.1mbar 이하) 을 유지하여 수분이 저온에서 직접 승화될수 있도록 한다.

3. 가열 시스템: 보통 전열 소자 또는 열 교환기를 사용하여 진공 환경에서 샘플에 제어 가능한 열을 제공하여 고체 수분이 직접 기체 상태로 승화되도록 촉진한다.

4. 응축기 (포수기): 진공시스템에 위치한 저온부품 (-40 ℃ 에서 -80 ℃) 은 시료에서 승화된 수증기를 포획하여 시료로 돌아가거나 진공펌프를 오염시키지 않도록 방지하는데 사용된다.

5. 제어 시스템: 온도 센서, 압력 센서, 마이크로프로세서를 포함하며, 냉동, 진공, 가열 등 매개변수를 정확하게 모니터링하고 조절하여 동결 건조 과정이 안정적으로 진행되도록 확보한다.

2. 작업 원리

냉동 건조 과정은 주로 세 단계로 나뉩니다.

1. 예동 단계: 냉동 시스템은 샘플을 공정점 이하로 빠르게 냉동하여 샘플 중의 수분을 완전히 얼음 결정으로 동결한다.이 단계는 최종 제품의 물리적 구조를 결정합니다.

2. 1차 건조 (승화 건조) 단계: 진공 시스템은 저압 환경을 구축하고, 가열 시스템은 승화 잠열을 제공하여 얼음 결정을 직접 수증기로 승화시키고 응축기에 포획한다.이 단계에서는 약 90% 의 수분을 제거한다.

3, 2차 건조 (해석 건조) 단계: 온도를 높여 시료에 남아 있는 흡착수를 더 제거하여 최종 함수량을 1-4% 에 이르게 한다.

3. 기술특징

1. 저온 조작은 열 민감성 물질의 활성을 효과적으로 보존할 수 있다.

2. 진공 환경은 산화 변질을 방지한다.

3. 다공 구조는 샘플의 원래 형태를 유지한다.

4. 건조 후 제품은 장기간 보존하기 쉽고 복수성이 좋다.

냉동건조기는 각 시스템의 협동작업을 통해 저온과 저압에서 수분을 효율적으로 제거하는 동시에 시료의 특성을 더 크게 보존하는 기술목표를 실현하였다.모델에 따라 동결건조기는 구조적 디테일에 차이가 있을 수 있지만 기본 원리는 같다.