Quando o produto está congelado, ele precisa ser colocado em um recipiente adequado e, em seguida, pré-congelado antes da secagem de sublimação. O processo de pré-congelamento não é apenas manter as principais propriedades do material inalteradas; mas também para obter uma estrutura razoável do produto congelado para facilitar a sublimação da água; e ter uma quantidade apropriada para aplicação futura.
Geralmente há duas maneiras de embalar o produto: granel e engarrafado. O volume pode estar em bandejas de metal, lancheiras ou vidros; engarrafado em frascos de vidro e ampolas. Garrafa de vidro e garrafa de plasma. Frascos de vacina e frascos de penicilina, etc., ampolas também incluem ampolas de fundo plano, ampolas longas e ampolas redondas, etc. Estes precisam ser determinados de acordo com o uso futuro do produto, e a garrafa precisa ser equipada com uma rolha de borracha adequada.
Tabela 22 O ponto eutético de algumas substâncias (°C)
substância ponto eutético
Solução de cloreto de sódio de 0,85% -22
Solução de sacarose 10% -26
Solução de sacarose de 40% -33
Solução de glicose de 10% -27
2% de gelatina, solução de 10% glicose -32
2% de gelatina, solução de sacarose de 10% -19
Solução de sucrose de 10%, solução de 10% glicose, solução de cloreto de sódio de 0,85% -36
Leite desnatado -26
Soro de Cavalo -35
Vários recipientes devem ser limpos e esterilizados antes de serem subembalados.
O produto que precisa ser congelado precisa ser formulado em um líquido de uma certa concentração. Para garantir uma certa forma após a secagem, o teor da substância é ótimo entre 10 e 15%.
O produto é dispensado no recipiente com uma certa relação superfície/espessura. A área da superfície é maior e a espessura é menor. A grande área de superfície é propícia à sublimação, e a espessura grande do produto não é propícia à sublimação. Geralmente, a espessura da embalagem não é superior a 10mm. Alguns produtos requerem garrafas grandes. Ao liofilizar uma grande quantidade de produto, ele pode ser congelado em uma concha pelo método de congelamento de spin, ou congelado em uma superfície inclinada, inclinando o recipiente, de modo a aumentar a área da superfície e reduzir a espessura.
O método de pré-congelamento do produto inclui o método de pré-congelamento na caixa de secagem congelante e o método de pré-congelamento fora da caixa.
O método de pré-congelamento na caixa é colocar diretamente o produto na prateleira de várias camadas na caixa de secagem congelante da máquina de secagem congelante e congelá-lo pelo congelador da máquina de secagem congelante. Quando um grande número de frascos e ampolas são liofilizados, a fim de facilitar o carregamento e descarga dos frascos ou ampolas, os frascos ou ampolas são geralmente divididos em várias bandejas de metal e, em seguida, embalados nas caixas. Para melhorar a transferência de calor, algumas panelas metálicas são destacáveis, e a parte inferior é removida ao entrar na caixa, de modo que o frasco esteja diretamente em contato com a placa metálica da caixa de secagem congelante; para panelas que não podem ser desenhadas baixas, o fundo da panela é necessário ser plano para obter um produto uniforme. sexo. A garrafa de plasma grande que usa o método de congelamento de spin deve ser congelada com antecedência e, em seguida, um rack de metal ou bloco para condução térmica deve ser adicionado antes de congelar.
Há duas maneiras de pré-congelar fora da caixa. Alguns pequenos secadores congelados não têm um dispositivo para o produto pré-congelamento. O pré-congelamento só pode ser feito usando um freezer de baixa temperatura ou álcool e gelo seco. O outro é um ciclone dedicado, que congela grandes garrafas de produto em uma estrutura semelhante a uma concha enquanto gira. E depois para a caixa de secagem congelante.
Há também um método especial de pré-congelamento centrífuga, que é usado em secadores de congelamento centrífuga. Usando a rápida evaporação do líquido sob vácuo, ele absorve seu próprio calor e congela. A força centrífuga da rotação impede que o gás escape do produto, permitindo que o produto congele "silenciosamente" em uma determinada forma.
A velocidade é geralmente em torno de 800 rpm.
O congelamento terá um certo efeito destrutivo nas células e organismos vivos, e o mecanismo é muito complicado. Não há uma teoria unificada,
Mas acredita-se que é causado principalmente por efeitos mecânicos e efeitos solutos.
O processo de congelamento de substâncias biológicas começa com o congelamento da água pura, e o crescimento de cristais de gelo gradualmente causa a concentração de eletrólitos. Isso é seguido pela solidificação da mistura eutética. No final, tudo ficou sólido.
Os efeitos mecânicos são causados por forças mecânicas geradas pelo crescimento de cristais de gelo dentro e fora da célula. Especialmente para organismos vivos com membranas celulares, as imagens são maiores. Geralmente, quanto maior o cristal de gelo, mais fácil é a membrana celular romper, resultando em morte celular; quanto menor o cristal de gelo, menos dano mecânico à membrana celular.
O congelamento lento produz cristais de gelo maiores, o congelamento rápido produz cristais de gelo menores; para esse assunto. O congelamento rápido tem menos efeito nas células. Congelamento lento pode facilmente causar morte celular.
O efeito soluto é que o fluido intersticial está gradualmente concentrado devido ao congelamento da água, aumentando assim a concentração de eletrólitos, e as proteínas são mais sensíveis aos eletrólitos. O aumento da concentração de eletrólitos causa desnaturação de proteínas e morte celular; além disso, o aumento da concentração de eletrólitos causa desidratação celular e morte. Quanto maior a concentração de fluido intersticial. Os danos causados pelas razões acima também são mais graves. O efeito soluto é mais pronunciado em uma certa faixa de temperatura. Esta faixa de temperatura está entre o ponto de congelamento da água e a temperatura de solidificação total do líquido. Se esta faixa de temperatura pode ser atravessada a uma velocidade mais alta, o efeito do efeito soluto pode ser muito enfraquecido.
Além disso, o tamanho dos cristais formados durante o congelamento também afeta muito a taxa de secagem e a taxa de dissolução do produto seco. Grandes cristais de gelo são fáceis de sublime, e pequenos cristais de gelo não são propícios à sublimação; mas grandes cristais de gelo se dissolvem lentamente, e pequenos cristais de gelo se dissolvem rapidamente. Quanto menor o cristal de gelo, mais ele reflete a estrutura original do produto após a secagem.
Resumindo, precisa haver uma taxa de resfriamento ideal. Para obter a maior viabilidade celular, as melhores propriedades físicas do produto e taxa de dissolução. Claro, melhorar a taxa de sobrevivência tem muito a ver com a adição de um agente anti-baixa temperatura (um dos agentes protetores) ao produto. Por exemplo, glicerol, sulfóxido de dimetila, açúcares, etc. Essas substâncias resistentes à baixa temperatura ajudam o produto a expandir a gama de taxas de resfriamento ideais para que mais células possam sobreviver.
A fim de obter diferentes taxas de resfriamento. Diferentes métodos de pré-congelamento são necessários; por exemplo, às vezes o resfriamento da caixa de secagem congelante é iniciado após a embalagem, e às vezes a máquina precisa ser reduzida a uma temperatura baixa com antecedência, e então o produto é colocado na caixa de secagem congelante.
O objetivo do pré-congelamento é também fixar o produto para sublimação sob vácuo. Se não estiver congelado. Ao aspirar, o produto sairá da garrafa sem uma determinada forma; se estiver muito frio, não só perderá energia e tempo, mas também reduzirá a taxa de sobrevivência de alguns produtos.
Portanto, três dados devem ser determinados antes do pré-congelamento. Uma delas é a taxa de pré-congelamento, e uma taxa de congelamento ideal deve ser testada de acordo com diferentes produtos. A segunda é a temperatura mínima de pré-congelamento, que deve ser determinada de acordo com o ponto eutético do produto. A temperatura mínima do pré-congelamento deve ser inferior à temperatura do ponto eutético. O terceiro é o tempo de pré-congelamento, que é determinado de acordo com a condição da máquina para garantir que todos os produtos sejam congelados antes do aspirador. Não sairá da garrafa devido ao aspirador. Quanto menor a diferença de temperatura entre cada camada da caixa de secagem congelante e as várias partes de cada camada, menor o tempo de pré-congelamento. Geralmente, a temperatura do produto atinge o tempo pré-congelamento. A sublimação do vácuo pode ser iniciada 1-2 horas após a temperatura mais baixa.
