De stappen van de vriesdroging

Het werkingsprincipe van een vriesdroger, ook bekend als een lyophilizer, is gebaseerd op het sublimatieproces.Sublimatie is de overgang van een stof rechtstreeks van de vaste fase naar de gasfase, zonder door de vloeibare fase te gaan.

De basisstappen van het werkingsprincipe van een vriesdroger zijn als volgt:

Bevriezing:

Het te drogen materiaal wordt in de droogkamer van de vriesdroger geplaatst.
Het materiaal wordt gekoeld tot een zeer lage temperatuur, meestal tussen -40°C en -80°C, met behulp van een koelsysteem.
Deze lage temperatuur zorgt ervoor dat het watergehalte in het materiaal bevriezt en ijskristallen vormt.

Vacuüm creëren:

De droogkamer wordt vervolgens verzegeld en er wordt met behulp van een vacuümpomp een vacuüm gecreëerd.
Het vacuüm verlaagt de druk in de kamer, meestal tot een bereik van 0,1 tot 0,001 mbar.

Sublimatie:

De lage druk en lage temperatuur in de droge kamer zorgen ervoor dat de ijskristallen rechtstreeks in waterdamp sublimeren, waardoor de vloeibare fase wordt omzeild.
Vervolgens wordt de waterdamp uit de droogkamer verwijderd en gecondenseerd op een gekoelde condensator of koude trap, die op een temperatuur lager dan in de droogkamer wordt gehouden.

Drogen:
Naarmate het water door sublimatie uit het materiaal wordt verwijderd, wordt het materiaal geleidelijk droger.
Het droogproces wordt voortgezet totdat het gewenste droge niveau is bereikt.

De belangrijkste voordelen van het vriesdrogingsproces zijn:

Behoud van de oorspronkelijke structuur en eigenschappen van het materiaal, aangezien het materiaal niet wordt blootgesteld aan hoge temperaturen.
Efficiënte verwijdering van water zonder schade aan warmtegevoelige materialen, zoals geneesmiddelen, biologische monsters of voedingsmiddelen.
Verbeterde houdbaarheid en stabiliteit van de gedroogde producten.
Gemakkelijk te bereiden, omdat het gedroogde materiaal gemakkelijk gehydrateerd kan worden door toevoeging van water.

Vriesdrogers worden veel gebruikt in verschillende industrieën, zoals farmaceutische industrie, biotechnologie, voedselverwerking en wetenschappelijk onderzoek,waar het behoud van gevoelige materialen van cruciaal belang is.