مجفف بالتجميد التجريبية تستخدم أساسا في مجال الصيدلة والكيمياء والتكنولوجيا الحيوية في مرحلة البحث والتطوير ، ولا سيما في تطوير عقاقير جديدة ، وإنتاج اللقاحات ، فصل البروتين ، وتخزين الخلايا ، وهلم جرا . مقارنة مع الصف الصناعية مجفف بالتجميد ، مجفف بالتجميد لديها مزايا التصغير ، والمرونة العالية ، ومناسبة لإنتاج دفعة صغيرة واختبار . مبدأ العمل والمتطلبات التقنية لها تأثير مباشر على دقة واستنساخ النتائج التجريبية .

مبدأ العمل

　　مجفف بالتجميد التجريبيةيمكن تقسيمها إلى ثلاث خطوات أساسية : تجميد ، التسامي والتجفيف .

1 - عملية التجميد

الخطوة الأولى في تجميد المجفف هو تجميد العينة التي سيتم تجهيزها . في هذه العملية ، يتم تجميد العينة في مجفف بالتجميد إلى درجة حرارة منخفضة . والهدف الرئيسي من هذه الخطوة هو تحويل الماء في العينة إلى الحالة الصلبة ( الجليد ) في درجة حرارة منخفضة ، وحماية المكونات النشطة في العينة من التلف في درجات حرارة عالية . معدل التجميد مهم جدا لنوعية العينة . سريعة جدا أو بطيئة جدا التجميد يمكن أن تؤثر على هيكل وخصائص العينة .

عملية التسامي

التسامي هو خطوة رئيسية في تجميد التجفيف . في هذه المرحلة ، بعد تجميد المياه تحتاج إلى تغيير من الحالة الصلبة إلى الحالة الغازية عن طريق التسامي . من أجل تحقيق هذه العملية ، داخل مجفف بالتجميد سيتم ضخها في فراغ ، وانخفاض الضغط الجوي إلى مستوى منخفض جدا . فراغ الدولة يجعل من نقطة التجمد من الماء تنخفض بشكل كبير ، مما يجعل من الجليد التسامي مباشرة إلى بخار الماء دون المرور من خلال السائل . هذه العملية عادة ما تستغرق وقتا طويلا وتتطلب درجة حرارة منخفضة مستقرة لضمان استقرار العينة .

3 . عملية التجفيف

بعد الانتهاء من عملية التسامي ، الرطوبة المتبقية في العينة يمكن إزالتها عن طريق ضبط درجة الحرارة والضغط . هذه الخطوة عادة ما تنقسم إلى مرحلتين التجفيف ، والغرض الرئيسي هو إزالة الرطوبة في عينة صغيرة جدا ، وضمان الاستقرار على المدى الطويل من المنتجات المجففة بالتجميد . العينة بعد الثانوية التجفيف عادة المجففة مسحوق أو كتلة .

ثانياً - التكنولوجيات الرئيسية

نظام التبريد

تجميد مجفف التجريبية تحتاج إلى التحكم بدقة في درجة الحرارة أثناء التجميد . نظام التبريد عادة ما يستخدم النيتروجين السائل أو المبردات لتبريد العينة بسرعة ، من خلال تعديل معدل التبريد لتجنب تشكيل بلورات الثلج الكبيرة داخل العينة ، والتي يمكن أن تقلل من الضرر بعد تجميد المجفف هيكل العينة . متطلبات مختلفة من التجارب قد تتطلب معدلات مختلفة من التجميد و درجة الحرارة ، لذلك دقة نظام التحكم في درجة الحرارة هو المفتاح لضمان استقرار وموثوقية النتائج التجريبية .

نظام فراغ

نظام فراغ يلعب دورا هاما في مجفف بالتجميد ، الذي هو المسؤول عن توفير الضغط المنخفض البيئة اللازمة التسامي . عادة ما تكون مجهزة عالية الكفاءة نظام مضخة فراغ ، فراغ عميق لتحقيق والحفاظ على الاستقرار طوال عملية التجفيف بالتجميد . نظام فراغ لا يؤثر فقط على كفاءة التسامي ، ولكن أيضا يؤثر بشكل مباشر على سرعة التجفيف من العينة وجودة المنتج النهائي .

التحكم في درجة الحرارة

نظام التحكم في درجة الحرارة المستخدمة لضبط درجة حرارة العينة أثناء التجفيف بالتجميد . متعدد القنوات وظيفة التحكم في درجة الحرارة المطلوبة ، والتي يمكن التحكم في درجة الحرارة في مرحلة التجميد ، التسامي ، والتجفيف ، على التوالي ، لضمان أن كل مرحلة في أفضل الظروف . دقة التحكم في درجة الحرارة له تأثير كبير على نشاط وفعالية مختلف الأدوية والبروتينات واللقاحات .

نظام مراقبة ذكي

معظم مجهزة أنظمة التحكم الآلي . من خلال شاشة تعمل باللمس أو الكمبيوتر برامج التحكم ، يمكن للمشغلين في الوقت الحقيقي رصد درجة الحرارة والضغط والوقت وغيرها من المعالم الرئيسية ، وضبط . هذا النظام الآلي ليس فقط تحسين كفاءة عملية التجفيف بالتجميد ، ولكن أيضا يمكن أن تساعد الباحثين على الحصول على نتائج أكثر دقة من خلال تسجيل البيانات وتحليلها . وبالإضافة إلى ذلك ، نظام التحكم الآلي يمكن تبسيط العملية ، والحد من التدخل البشري .

كما معدات هامة في تطوير الأدوية و المنتجات البيولوجية ، مجفف بالتجميد هو من أهمية كبيرة في المرحلة التجريبية . من خلال دقة التجميد ، التسامي والتجفيف ، فإنه لا يمكن إلا أن كفاءة إزالة الرطوبة من العينة ، ولكن أيضا الحفاظ على فعالية الأدوية والمنتجات البيولوجية .