Vriesdrogers in het lab: zo werkt lyofilisatie

icon.highlightedarticle.dark Tech & Analyse
120 bekeken Laatste wijziging: 18 januari 2024
Een vriesdroger van Martin Christ, in Nederland vertegenwoordigd door Salm en Kipp
Een vriesdroger van Martin Christ, in Nederland vertegenwoordigd door Salm en Kipp | Foto: Christ/Salm en Kipp

Vriesdrogen of lyofilisatie droogt de materialen zo dat de eigenschappen zo goed mogelijk behouden blijven. Haal het maximale uit het vriesdroogproces en krijg een nauwkeurig resultaat met de juiste apparaatkeuze en opties.

Vriesdrogers in het lab drogen en conserveren gevoelige, biologische en/of thermolabiele materialen. Deze methode beïnvloedt de materiaaleigenschappen niet, waardoor actieve bestanddelen behouden blijven.

Dit is van groot belang wanneer er bijvoorbeeld gewerkt wordt met farmaceutische ingrediënten. Optimaliseer het proces voor het beste resultaat.

“Kwaliteitsbehoud van het monstermateriaal is een belangrijke reden om te investeren in een vriesdroger”

Waarom vriesdrogen in je lab?

Kwaliteitsbehoud van het monstermateriaal is dus een belangrijke reden om te investeren in een vriesdroger. Denk aan laboratoria die werken met materialen met actieve of zelfs levende bestanddelen zoals vaccins, waarvan de eigenschappen niet mogen veranderen.

Het gebruik van andere droogmethoden is dan niet altijd geschikt. In deze gevallen biedt een vriesdroger uitkomst.

De Alpha 1-2 LSbasic vriesdroger van Christ
De Alpha 1-2 LSbasic vriesdroger van Christ | foto:Christ/Salm en Kipp

Hoe werkt vriesdrogen?

Er wordt gebruik gemaakt van sublimatie: in dit geval de directe overgang van de vaste fase naar de gasfase. Zo wordt bevroren water (vast) omgezet in verdampt water (gas), zonder dat het smelt (vloeibaar). De ontstane waterdamp slaat vervolgens weer als vaste stof neer op de koelcondensor.

Drogen door sublimatie

Sublimatie is onder normale omstandigheden en bij kamertemperatuur niet mogelijk. Vriesdrogen in het lab gebeurt daarom bij een lage temperatuur onder vacuüm.

Met name het vacuüm verandert de fysische eigenschappen van het materiaal. Hierbij zijn het smelt- en kookpunt belangrijk.

Figuur 1
Figuur 1 | foto:Christ/Salm en Kipp

Het fasen-diagram van water (Figuur 1) laat de faseovergangen van water zien in relatie tot druk en temperatuur. De lijnen geven aan wanneer water van fase verandert (vast, vloeibaar en gas).

Bij een normale atmosferische druk (1 bar) is het kookpunt 100 °C.
Wanneer de druk lager wordt, beweegt dat de lijn naar links. Gevolg: de kookpuntstemperatuur wordt ook lager.

Als de druk hoger is dan 6,11 mbar (net onder 10-2 op de y-as), doorloopt water alle drie de fasen wanneer de temperatuur stijgt of daalt. Als de druk lager is dan 6,11 mbar gaat het water van een vaste toestand direct over naar een gasvormige toestand. Dan is het dus mogelijk om bevroren water om te zetten in verdampt water, zonder de materiaaleigenschappen van het product te beïnvloeden.

“Hoe dunner de laag, hoe uniformer het resultaat”

Opbouw laboratorium vriesdrogers

Vriesdrogers voor laboratoria zijn modulair en gemaakt naar de wensen van de gebruiker. In de basis bestaan ze uit een droogkamer waar het product in wordt geplaatst, een vacuümpomp en een koelcondensor.

Vriesdroogapparatuur is er in vele soorten en maten, van vrij simpel tot uitgebreid met accessoires. Hiervoor bestaan verschillende besturingssystemen, zoals het LSCplus-besturingssysteem van fabrikant Martin Christ, in Nederland vertegenwoordigd door Salm en Kipp.

Afhankelijk van de vriesdroger wordt het product eerst buiten de vriesdroger ingevroren en vervolgens in de droogkamer geplaatst. In de meer geavanceerde pilot-vriesdroger kun je het product invriezen in de vriesdroger zelf.

De energie die nodig is voor het sublimatieproces komt in de eenvoudige vriesdroger uit stralingswarmte. In de geavanceerde vriesdrogers kun je kiezen voor verwarmde productplaten.

Deze geven extra energie waardoor het proces sneller verloopt. In de pilot-units is er daarnaast een tweede koelcircuit aanwezig om de temperatuur van de productplaten van -60 °C tot +60 °C in te stellen en te controleren.

Meer over vriesdrogers

Vriesdroger in het lab: 7 tips voor een optimaal resultaat

Vriesdrogers in het lab: een modulair systeem

Meer capaciteit voor Christ vriesdrogers

CHRIST vriesdroger vernieuwd

Profile picture of Anneke Kreuger BSc

Geschreven door Anneke Kreuger BSc

Lees meer van Anneke Kreuger BSc icon.arrow--dark

Blijf op de hoogte en mis geen artikel

Abonneren icon.arrow--dark