Liofilizacja
Z Wikipedii
Liofilizacja to suszenie sublimacyjne, stosowane do produktów termolabilnych (nieodpornych na ogrzewanie).
Liofilizację w technologii żywności zastosowano po raz pierwszy w latach pięćdziesiątych XX wieku na zlecenie rządu Stanów Zjednoczonych zmierzającego do wyprodukowania lekkich wagowo racji żywności dla astronautów i wojska.
Preparaty zliofilizowane, dzięki rozwiniętej (tzn. dużej) powierzchni, odznaczają się na ogół dobrą rozpuszczalnością, często też są silnie higroskopijne.
Spis treści |
[edytuj] Zastosowanie
Liofilizację stosuje się w:
- laboratoriach chemicznych, biochemicznych i biologii molekularnej do zagęszczania i suszenia związków termolabilnych takich jak białka czy kwasy nukleinowe,
- laboratoriach i zakładach farmaceutycznych do zagęszczania i suszenia substancji,
- technologii żywności do produkcji żywności liofilizowanej,
- biotechnologii przy produkcji białek enzymatycznych,
- archeologii i technologii drewna przy wyciąganiu drewna archeologicznego z wody,
- osuszaniu zalanych i zawilgoconych zbiorów bibliotecznych.
[edytuj] Prowadzenie liofilizacji
W procesie liofilizacji należy najpierw zamrozić suszony preparat. W laboratoriach do zamrażania preparatów stosuje się najczęściej ciekły azot. Zamrożony preparat wprowadza się do próżni (zwykle ciśnienie poniżej 10 Pa), która jest niezbędna do zapoczątkowania sublimacji rozpuszczalnika.
Podczas liofilizacji sublimujące cząsteczki rozpuszczalnika potrzebują energii żeby przejść w stan gazowy. Pobieranie energii przez te cząsteczki powoduje obniżanie temperatury liofilizowanego preparatu, dzięki temu liofilizację można prowadzać długo, a preparat nie rozmarza. Do liofilizowanego preparatu należy dostarczać w sposób kontrolowany ciepło podtrzymujące sublimację. Jeśli masa liofilizowanego preparatu jest niewielka, często wystarcza ciepło samoistnie przekazywane przez ścianki naczyń. Podczas liofilizacji należy także usuwać (np. wymrażać) powstające opary rozpuszczalnika.
[edytuj] Liofilizator
Liofilizator jest urządzeniem służącym do prowadzenia procesu liofilizacji. Liofilizator jest zbudowany z pompy próżniowej, urządzenia usuwającego pary rozpuszczalnika (zwykle wymrażacz) oraz komór i naczyń, w których umieszcza się suszone preparaty.
Do budowy liofilizatorów stosuje się najczęściej olejowe pompy próżniowe obniżające ciśnienie wewnątrz liofilizatora poniżej 10 Pa. Pompy próżniowe stosowane w liofilizatorach są zwykle wrażliwe na parę wodną i opary rozpuszczalników organicznych.
Liofilizatory są zwykle wyposażone w zawory i złącza pozwalające przyłączać różnego rodzaju naczynia i komory, w których umieszcza się suszone preparaty.
W laboratoriach liofilizację przeprowadza się najczęściej w kubkach wykonanych ze szkła boro-krzemianowego odpornych na nagłe zmiany temperatury np. podczas z zamrażania preparatów.
Liofilizatory laboratoryjne są produkowane w wersjach wolno stojących i stawianych na blacie. Produkowane modele różnią się przede wszystkim pojemnością wymrażacza (zwykle w zakresie od 1 do 20 litrów lodu) oraz temperaturą jego pracy. Najczęściej stosowane są wymrażacze pracujące w temperaturze -50 lub -85°C. Do liofilizacji próbek zawierających rozpuszczalniki o bardzo niskiej temperaturze wrzenia stosuje się wymrażacze o temperaturze -120°C.
