Freeze Dryer Sistemi’nizin manifold dondurmasını daha hızlı yapabilmek için bir yöntem arıyorsanız, doğru yazıda buluştuğumuzu söyleyebilirim. Bu yazımda, liyofilizasyon sırasında kurutma oranlarını etkileyen temel faktörleri kısaca tartışıyorum. Daha sonra Shell Freezing (Kabin İçi Dondurma) Metodu’nun, Bulk Freezing (Kütlesel Dondurma) Metod’una kıyasla size nasıl önemli ölçüde zaman tasarrufu sağlayabileceğini ve bu durumu detaylandırarak birkaç örnek vereceğim.
Genel olarak, hacme göre yüzey alanı ne kadar büyük olursa ürün o kadar hızlı kurur. Daha büyük bir yüzey, matristen daha fazla su molekülünün ayrılmasıyla sonuçlanır.
Ancak burada birkaç ayrıntıyı daha ifade edeyim. Liyofilizasyon işleminde süblimasyon, numunenin yüzeyinde oluşur. Kurutma işlemi ürünün üst kısmından başlar ve kurutmanın gerçekleştiği yerde bir katman oluşur. Kurutma işlemi sırasında süblimasyon, ürünün üstünden altına doğru hareket eder. Kurutma, yöntemin başında etkilidir ancak süblimasyon aşağı doğru hareket ettikçe verimlilik azalır. Süblime su molekülleri matristen çıkmadan önce, “kek” olarak da bilinen kurutulmuş üründen geçmeleri gerektiği için bu süreç daha zor hale gelir.
Belirli bir ürünün liyofilizasyon işleminde; kurutma hızı, basınç ve sıcaklık gibi çeşitli faktörler mevcuttur. Ürünün, liyofilize edilen ürün hacmi gibi özelliklerinin yanı sıra ürün hazırlanmasının şekli de kurutma oranını etkiler. Daha önce de belirtildiği gibi, hacme göre ürünün yüzey alanı ne kadar büyük olursa, kurutma oranı o kadar yüksek olur.
Bununla birlikte, manifoldun donmasını, kurutmasını ve kurutma verimliliğini artırmanın en iyi yolu Shell Freezing Metodu’nu kullanmaktır. Aynı zamanda manifold uygulamalarında, sıvılar 1- 2 cm'den daha kalın bir katmanda şişeler halinde kurutulursa verimlilik daha da artmış olur.
Bu uygulama sırasında ürün, soğutma banyosunda rotasyon ile donar. Döndürme işlemi, ürünü balon duvarına yayarak yüzey alanını arttırır ve ince ürün katmanları oluşturulur. Bu, Dewar Aksesuarı bulunan bir Rotary Evaporator ile gerçekleştirilebilir. Örneğin, 200 ml suyun 1 L'lik bir balonda dondurulması 4.5 cm'lik bir yüksekliğe ulaştırır. Aşağıdaki görselde görüldüğü şekilde, dondurma işlemi sırasında kabı döndürerek, donmuş ürün 1 cm'den daha ince eşit ve homojen bir katman üretmek için balonun iç duvarına yayılır. Bu durum aşağıdaki görselde belirtilmiştir.
Aşağıdaki grafikte deneysel veriler verilmiştir ve benzer manifold freze drying koşullarında, kabin içi donma numunesi (23.9 gsu/balon/saat; turuncu kareler) kullanılarak dondurulduğunda, kütlesel dondurmaya (9.9 gsu/balon/saat; mavi noktalar) göre süblimasyon hızının iki katından fazla olduğunu göstermektedir.
Kurutma hızı, genel olarak ürünün hacmine göre yüzey alanına bağlıdır. Yüzey alanı ne kadar büyük olursa ürün o kadar hızlı kurur, çünkü daha fazla su molekülü matristen ayrılabilirler. Manifold donarak kurutmayı kullanırken, ürün yüzey alanını artırmak için mutlaka Freeze Drying Metodu’nu kullanmayı göz önünde bulundurun. Bu yaklaşımla ürün, donma sırasında balon iç duvarına yayılır ve bu da Bulk Freezing Metodu’na kıyasla süblime oranını artırmaya yardımcı olur.
Sistem detayları ve ilgili ürün için daha detaylı bilgilendirme için lütfen bizlerle iletişime geçiniz.