Wie man eine Gefriertrocknungsanlage herstellt

Gefriertrocknung (Lyophilisierung) ist ein aufwändiges industrielles Verfahren, das Feuchtigkeit entfernt und gleichzeitig Struktur, Farbe sowie Nährstoffe des Produkts erhält. Während kleine DIY-Gefriertrockner als Lehrmittel gebaut werden können, sind kommerzielle Geräte präzise konstruiert, verfügen über ein leistungsstarkes Kühlsystem und werden hinsichtlich der Qualität streng überwacht. Wir produzieren seit mehr als 20 Jahren Gefriertrocknungsanlagen – von Haushaltsgeräten bis hin zu großtechnischen Produktionslinien für Lebensmittel und Pharmazeutika – bei der Jiangsu Bolaike Refrigeration Science and Technology Development Co., Ltd. Im Folgenden wird der Aufbau professioneller Gefriertrockner beschrieben.

1. Die Kernkomponenten eines Gefriertrockners

Jeder Gefriertrockner verfügt unabhängig von seiner Größe über vier grundlegende Systeme. Das Kühlsystem gefriert das Produkt und kondensiert den Wasserdampf in den Kondensatorspulen. Die Vakuumkammer beseitigt den Druck, wodurch das Eis direkt in Dampf sublimiert. Das Heizsystem liefert eine kontrollierte Wärme, die sanft genug ist, um die Sublimation voranzutreiben, ohne das Produkt zu schmelzen. Schließlich werden Temperatur und Druck während des gesamten Prozesses vom Steuerungssystem überwacht. Die Ingenieure von Jiangsu Bolaike konzipieren jedes dieser Systeme so, dass sie energieeffizient und zuverlässig sind. Das Kühlsystem enthält Kompressoren der Industrieklasse; die Vakuumkammer besteht aus rostfreiem Stahl, um Korrosion zu widerstehen; das Heizsystem verwendet Silikonöl oder elektrische Heizdecken, um eine gleichmäßige Wärmeverteilung sicherzustellen; und das Steuerungssystem umfasst speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS), um die Systemzyklen automatisch zu steuern.

2. Dimensionierung und Entwerfen die Vakuumkammer

Ein Gefriertrockner besteht aus einer Vakuumkammer. Sie muss dem äußeren atmosphärischen Druck (14,7 psi) standhalten können und im Inneren ein nahezu vollständiges Vakuum aufweisen. Bei kleinen Labor- und Haushalts-Gefriertrocknern (0,5 -5 m ²Regalfläche) besteht die Kammer aus geschweißtem Edelstahl in Zylinderform mit einer Klapp-Tür und einem Sichtfenster. Bei großen Lebensmittel- und pharmazeutischen Gefriertrocknern (30 -200+ m ²Regalfläche) handelt es sich bei dem Druckbehälter um einen rechteckigen oder zylindrischen Drucktank mit mehreren Regalen, einer Ladeöffnung und einer separaten Kondensorkammer. Alle Oberflächen der Produkte von Jiangsu Bolaike kommen mit lebensmittelgeeignetem Edelstahl der Qualitätsstufen 304 oder 316 in Berührung. Die Konstruktion der Kammer muss zudem so gestaltet sein, dass sie eine gleichmäßige Temperaturverteilung an den Regalen gewährleistet, eine Reinigung ermöglicht (CIP-Systeme bei pharmazeutischen Modellen) und zudem möglichst wenige thermische Brücken aufweist, die Energie verbrauchen.

3. Herstellung der Regal und Kondensorsysteme

Die Produkttabletts werden in Regalen gelagert und im Trocknungszyklus wärmeausgetauscht. Bei industriellen Gefriertrocknern bestehen die Regale aus hohlen Platten, durch die ein Wärmeträgerfluid (Silikonöl) zirkuliert. Das Regalsystem sollte möglichst eben sein, um einen gleichmäßigen Trocknungsprozess auf allen Tabletts zu gewährleisten. Der Kondensator besteht aus einer Reihe von Rohrschlangen (üblicherweise aus Edelstahl), die den in die Kammer eindringenden Wasserdampf einfrieren. Um sicherzustellen, dass sämtliche Feuchtigkeit gebunden wird, muss der Kondensator Temperaturen von −40 °C -50°C oder noch niedriger erreichen. Der Fertigungsprozess von Jiangsu Bolaike umfasst Präzisionsbearbeitung, sodass die Regale eine Ebenheit von 0,5 mm erreichen. Unsere Kondensatoren sind so konstruiert, dass sie zwischen den Zyklen problemlos abgetaut werden können, wodurch Ausfallzeiten reduziert werden. Bei pharmazeutischen Modellen integrieren wir CIP-(Clean-in-Place-)Düsen in die Kammer und den Kondensator.

4. Qualität Steuung, Prüfung und Zertifizierung

Ein Gefriertrockner herzustellen ist nicht nur eine Frage der Zusammenstellung von Komponenten, sondern vielmehr eine Frage der Leistungsqualität und Sicherheit. Alle Maschinen werden vor Verlassen des Werks umfassend getestet. Das Vakuumsystem wird zudem auf Dichtheit geprüft (Vakuum mindestens 24 Stunden). Der Kühlschrank wird hinsichtlich seiner Kühlgeschwindigkeit und der Endtemperatur überprüft. Das Heizsystem wird auf die Temperaturgleichmäßigkeit aller Ablagen getestet (üblicherweise innerhalb von 1 ^o °C). Schließlich wird ein vollständiger Gefriertrocknungszyklus mit Wasser oder einem Produktersatzstoff durchgeführt, um Zeitdauer des Zyklus sowie den endgültigen Feuchtigkeitsgehalt zu prüfen. Die 12.000-m²-Fabrik von Jiangsu Bolaike wird nach dem Qualitätsmanagementsystem ISO 9001 geführt, und unsere Maschinen sind CE-zertifiziert, um in Europa, Asien und die Amerikas exportiert werden zu können. Unsere Ingenieure halten über 56 nationale Patente und optimieren kontinuierlich sämtliche Komponenten – darunter leistungsfähigere Vakuumpumpen und intelligentere Steuerungssoftware. ² factory of Jiangsu Bolaike is run on ISO9001 quality management and our machines are CE certified to be exported to Europe, Asia and the Americas. Our engineers have 56+ national patents and constantly enhance each element, including more efficient vacuum pumps, and more intelligent control software.

Fazit

Die professionelle Gefriertrocknung umfasst Kühlsysteme, Vakuum-, Heiz- und Regelungssysteme, die präzise konstruiert sind. Die Vakuumkammer muss dem atmosphärischen Druck standhalten; die Ablagen müssen zu 100 % eben sein; die Kondensatoren müssen -40 °C oder kälter sein; zudem müssen alle Geräte getestet werden, um sicherzustellen, dass sie keine Leckagen oder Leistungsdefekte aufweisen. ^o Jiangsu Bolaike verfügt über mehr als 20 Jahre Erfahrung in der Herstellung von Haushalts-, Labor-, pharmazeutischen und Lebensmittel-Gefriertrocknern und besitzt ein Werksgelände mit einer Fläche von 12.000 m². ²Kontaktieren Sie uns noch heute, um Ihre Anforderungen an die Gefriertrocknung zu besprechen, oder vereinbaren Sie einen Besuch unserer Produktionsstätte in Changzhou, China.