Máy đông khô phòng thí nghiệm: Nguyên lý, ứng dụng và đổi mới công nghệ

Nguyên lý làm việc của máy đông khô trong phòng thí nghiệm dựa trên hiện tượng thăng hoa của các chất. Trong chân không, một chất có thể chuyển trực tiếp từ trạng thái rắn sang trạng thái khí mà không cần chuyển qua trạng thái lỏng. Máy đông khô làm giảm điểm đóng băng của chất bằng cách giảm áp suất xung quanh chất, nhờ đó đạt được sự thăng hoa của nước ở nhiệt độ thấp. Trong quá trình đông khô, vật liệu đông khô trước tiên được đông lạnh ở trạng thái rắn, sau đó trong điều kiện chân không, các tinh thể băng được thăng hoa trực tiếp thành hơi nước, được thải ra khỏi máy đông khô. Vì toàn bộ quá trình được thực hiện ở nhiệt độ thấp và áp suất thấp nên hoạt tính sinh học và độ ổn định hóa học của chất có thể được bảo toàn ở mức tối đa.

 

Máy đông khô phòng thí nghiệm có nhiều ứng dụng trong nhiều lĩnh vực. Trong lĩnh vực y sinh học, công nghệ đông khô thường được sử dụng để bào chế thuốc, vắc xin, tác nhân sinh học, v.v. Bằng cách đông khô, độ ẩm có thể được loại bỏ, kéo dài thời hạn sử dụng của thuốc trong khi vẫn duy trì hoạt động sinh học của nó. Trong lĩnh vực chế biến thực phẩm, công nghệ đông khô có thể được sử dụng để chế biến trái cây và rau quả sấy khô, thịt khô và các thực phẩm khác bằng cách loại bỏ độ ẩm, giảm sự phát triển của vi sinh vật và kéo dài thời hạn sử dụng của thực phẩm. Ngoài ra, công nghệ đông khô còn có thể ứng dụng để chế biến nhiều loại thực phẩm chức năng, sản phẩm dinh dưỡng. Trong lĩnh vực khoa học vật liệu, công nghệ đông khô có thể được sử dụng để điều chế vật liệu xốp, vật liệu nano, v.v. Những vật liệu này có triển vọng ứng dụng rộng rãi trong năng lượng, bảo vệ môi trường và các lĩnh vực khác.

 

Hiệu suất cao: Máy đông khô trong phòng thí nghiệm áp dụng công nghệ làm lạnh và công nghệ chân không tiên tiến, có thể hoàn thành quá trình đông khô trong thời gian ngắn và nâng cao hiệu quả thí nghiệm.

An toàn: Máy đông khô được trang bị nhiều biện pháp bảo vệ an toàn như bảo vệ quá áp, bảo vệ quá nhiệt, bảo vệ quá tải, v.v., để đảm bảo quá trình vận hành an toàn và đáng tin cậy.

Tính ổn định: Máy đông khô sử dụng hệ thống điều khiển chính xác, có thể theo dõi và kiểm soát nhiệt độ, áp suất và các thông số khác trong quy trình đông khô theo thời gian thực để đảm bảo tính ổn định và khả năng lặp lại của quy trình đông khô.

Bảo vệ môi trường: Quá trình đông khô không cần thêm bất kỳ thuốc thử hóa học nào và có thể giảm lượng nước thải và khí thải thải ra, phù hợp với yêu cầu bảo vệ môi trường.

 

Chuẩn bị: Trước khi vận hành máy đông khô, hãy kiểm tra tính toàn vẹn của thiết bị và đảm bảo rằng tất cả các bộ phận đều ở trạng thái bình thường. Đồng thời, cần chuẩn bị nguyên liệu đông khô và thùng chứa tương ứng theo yêu cầu thí nghiệm.

Nạp mẫu: Cho nguyên liệu đông khô vào thùng chứa, chú ý kiểm soát lượng nạp mẫu, tránh quá nhiều hoặc quá ít. Sau đó, thùng chứa được đặt vào buồng mẫu của máy đông khô.

Cài đặt thông số: Theo yêu cầu thử nghiệm, đặt nhiệt độ, áp suất, thời gian và các thông số khác của máy đông khô. Lưu ý rằng cần tính đến các đặc tính của chất và yêu cầu đông khô khi thiết lập các thông số.

Khởi động máy đông khô: Làm theo hướng dẫn để khởi động máy đông khô và bắt đầu quá trình đông khô. Trong quá trình đông khô cần hết sức chú ý đến trạng thái hoạt động và tác dụng đông khô của thiết bị.

Kết thúc đông khô: Khi quá trình đông khô hoàn tất, hãy làm theo hướng dẫn để tắt máy đông khô. Các mẫu đông khô sau đó được lấy ra để xử lý và phân tích tiếp theo.

 

Với sự tiến bộ không ngừng của khoa học công nghệ và nhu cầu thử nghiệm không ngừng được cải thiện, máy đông khô trong phòng thí nghiệm đã đạt được những kết quả đáng ghi nhận trong đổi mới công nghệ. Một mặt, việc ứng dụng công nghệ làm lạnh và công nghệ chân không mới đã nâng cao hơn nữa hiệu suất của máy đông khô; Mặt khác, sự phát triển của công nghệ thông minh và tự động giúp cho hoạt động của máy đông khô trở nên đơn giản, an toàn và đáng tin cậy hơn.

Trong tương lai, xu hướng phát triển của máy đông khô trong phòng thí nghiệm sẽ chủ yếu được thể hiện ở các khía cạnh sau: thứ nhất, nâng cao hơn nữa hiệu suất và độ ổn định của thiết bị để đáp ứng nhu cầu thử nghiệm với yêu cầu cao hơn; Thứ hai là tăng cường trí thông minh và tự động hóa của thiết bị để nâng cao hiệu quả vận hành và an toàn; Thứ ba là đẩy mạnh công nghệ đông khô xanh để giảm tác động tới môi trường; Thứ tư, mở rộng các lĩnh vực ứng dụng của máy đông khô, như nghiên cứu ứng dụng trong năng lượng mới, bảo vệ môi trường và các lĩnh vực khác.

 

Trong lĩnh vực y sinh, máy đông khô trong phòng thí nghiệm được sử dụng rộng rãi để điều chế các loại thuốc và tác nhân sinh học khác nhau. Trong trường hợp vắc xin, nước cần được loại bỏ trong quá trình chuẩn bị để kéo dài thời hạn sử dụng. Các phương pháp sấy khô truyền thống như sấy lò, sấy phun rất dễ làm mất hoạt tính sinh học của vắc xin. Đông khô bằng máy đông khô trong phòng thí nghiệm có thể bảo tồn hoạt tính sinh học của vắc xin ở mức tối đa và cải thiện tính ổn định và an toàn của vắc xin.

 

Ngoài ra, công nghệ đông khô còn có thể sử dụng để điều chế các chế phẩm sinh học khác như enzyme, hormone,..., hỗ trợ đắc lực cho hoạt động nghiên cứu, sản xuất trong lĩnh vực y sinh học.