عندما يتم تجفيف المنتج بالتجميد ، يجب تعبئته في حاوية مناسبة ثم تجميدها مسبقًا قبل تجفيف التسامي. لا تقتصر عملية التجميد المسبق على الحفاظ على الخصائص الرئيسية للمادة دون تغيير ؛ ولكن أيضًا للحصول على هيكل معقول للمنتج المجمد لتسهيل تسامي الماء ؛ وأن يكون لديك مبلغ مناسب للتطبيق في المستقبل.
عادة ما توجد طريقتان لتعبئة المنتج: السائبة والمعبأة في زجاجات. يمكن أن تكون السائبة في صواني معدنية أو صناديق غداء أو أواني زجاجية ؛ المعبأة في قوارير زجاجية وأمبولات. الزجاجة تحتوي على زجاجة بلازما. زجاجات اللقاح وقوارير البنسلين ، وما إلى ذلك ، تشمل الأمبولات أيضًا أمبولات مسطحة القاع ، أمبولات طويلة ، أمبولات مستديرة ، إلخ. سدادة مطاطية.
الجدول 22 نقطة الانصهار لبعض المواد (درجة)
*** نقطة سهل الانصهار للمادة
l 0. 85 بالمائة محلول كلوريد الصوديوم -22
l محلول سكروز 10 بالمائة -26
l محلول سكروز 40 بالمائة -33
l محلول جلوكوز 10 بالمائة -27
l 2 في المائة جيلاتين ، 10 في المائة محلول جلوكوز -32
l 2 في المائة جيلاتين ، 10 في المائة محلول سكروز -19
l 1 0 بالمائة محلول سكروز ، 10 بالمائة محلول جلوكوز ، 0.85 بالمائة محلول كلوريد الصوديوم -36
l لبن خالي الدسم -26
l مصل الحصان -35
يجب تنظيف وتعقيم الحاويات المختلفة قبل تعبئتها من الباطن.
عادة ما تتم صياغة المنتج الذي يحتاج إلى التجفيف بالتجميد في سائل بتركيز معين. من أجل ضمان شكل معين بعد التجفيف ، يكون محتوى المادة مثاليًا بين 10 و 15 بالمائة.
يتم توزيع المنتج في الحاوية بمساحة سطح معينة إلى نسبة سمك. مساحة السطح أكبر والسماكة أصغر. تساعد مساحة السطح الكبيرة على التسامي ، ولا يؤدي سمك المنتج الكبير إلى التسامي. بشكل عام ، سمك العبوة لا يزيد عن 10 مم. تتطلب بعض المنتجات زجاجات كبيرة. عند تجميد كمية كبيرة من المنتج بالتجميد ، يمكن تجميدها في غلاف بواسطة طريقة التجميد الدوراني ، أو تجميدها في سطح مائل عن طريق إمالة الحاوية ، وذلك لزيادة مساحة السطح وتقليل السماكة.
تتضمن طريقة التجميد المسبق للمنتج طريقة التجميد المسبق في صندوق التجفيف بالتجميد وطريقة التجميد المسبق خارج الصندوق.
طريقة التجميد المسبق في الصندوق هي وضع المنتج مباشرة على الرف متعدد الطبقات في صندوق التجفيف بالتجميد في آلة التجفيف بالتجميد وتجميده بواسطة ثلاجة آلة التجفيف بالتجميد. عندما يتم تجميد العديد من القوارير والأمبولات ، للراحة داخل وخارج الصندوق ، يتم تقسيم القوارير أو الأمبولات عمومًا إلى عدة صواني معدنية ثم تعبأ في الصندوق. من أجل تحسين نقل الحرارة ، يتم فصل بعض الأحواض المعدنية ، ويتم إزالة الجزء السفلي عند دخول الصندوق ، بحيث تكون القارورة على اتصال مباشر باللوحة المعدنية لصندوق التجفيف بالتجميد ؛ بالنسبة للمقالي التي لا يمكن سحبها إلى مستوى منخفض ، يجب أن يكون قاع المقلاة مسطحًا للحصول على منتج موحد. الجنس. يجب تجميد زجاجة البلازما الكبيرة التي تستخدم طريقة التجميد الدوراني مسبقًا ، ثم يجب إضافة رف أو كتلة معدنية للتوصيل الحراري قبل التجميد.
هناك طريقتان لإعادة التجميد خارج الصندوق. لا تحتوي بعض مجففات التجميد الصغيرة على جهاز لمنتج ما قبل التجميد. لا يمكن إجراء التجميد المسبق إلا باستخدام مجمد بدرجة حرارة منخفضة أو كحول وثلج جاف. والآخر عبارة عن إعصار مخصص ، يقوم بتجميد الزجاجات الكبيرة من المنتج في هيكل يشبه الصدفة أثناء الدوران. ثم في صندوق التجفيف بالتجميد.
هناك أيضًا طريقة خاصة للتجميد المسبق بالطرد المركزي ، والتي تستخدم في مجففات التجميد بالطرد المركزي. باستخدام التبخر السريع للسائل تحت التفريغ ، تمتص الحرارة وتتجمد. تمنع قوة الطرد المركزي للدوران الغاز من الهروب من المنتج ، مما يسمح للمنتج بالتجميد "بهدوء" في شكل معين.
السرعة عمومًا حوالي 800 دورة في الدقيقة.
سيكون للتجميد تأثير مدمر معين على الخلايا والكائنات الحية ، والآلية معقدة للغاية. لا توجد نظرية موحدة ، ولكن يُعتقد عمومًا أنها ناتجة بشكل أساسي عن التأثيرات الميكانيكية وتأثيرات المواد المذابة.
تبدأ عملية تجميد المواد البيولوجية بتجميد الماء النقي ، ويؤدي نمو بلورات الجليد تدريجياً إلى تركيز الإلكتروليتات. ويتبع ذلك تصلب الخليط سهل الانصهار. في النهاية أصبح كل شيء صلبًا.
تحدث التأثيرات الميكانيكية بسبب القوى الميكانيكية الناتجة عن نمو بلورات الجليد داخل وخارج الخلية. تكون الصور أكبر ، خاصة بالنسبة للكائنات الحية ذات الأغشية الخلوية. بشكل عام ، كلما كانت البلورة الجليدية أكبر ، كلما كان من الأسهل تمزق غشاء الخلية ، مما يؤدي إلى موت الخلية ، وكلما صغر حجم البلورة الجليدية ، قل الضرر الميكانيكي لغشاء الخلية.
ينتج عن التجميد البطيء بلورات ثلجية أكبر حجمًا ، بينما ينتج عن التجميد السريع بلورات ثلجية أصغر حجمًا. التجميد السريع له تأثير أقل على الخلايا. يمكن أن يتسبب التجميد البطيء في موت الخلايا بسهولة.
التأثير المذاب هو أن السائل الخلالي يتركز تدريجياً بسبب تجميد الماء ، وبالتالي زيادة تركيز الإلكتروليتات ، والبروتينات أكثر حساسية للإلكتروليتات. تؤدي الزيادة في تركيز الإلكتروليت إلى تمسخ البروتين وموت الخلايا ؛ بالإضافة إلى ذلك ، تؤدي الزيادة في تركيز الإلكتروليت إلى جفاف الخلايا وموتها. كلما زاد تركيز السائل الخلالي. الضرر الناجم عن الأسباب المذكورة أعلاه هو أيضا أكثر شدة. يكون تأثير المذاب أكثر وضوحًا في نطاق درجة حرارة معينة. يتراوح نطاق درجة الحرارة هذا بين نقطة تجمد الماء ودرجة حرارة التصلب الكاملة للسائل. إذا كان من الممكن تجاوز نطاق درجة الحرارة هذا بسرعة أعلى ، يمكن إضعاف تأثير المذاب بشكل كبير.
بالإضافة إلى ذلك ، فإن حجم البلورات المتكونة أثناء التجميد يؤثر أيضًا بشكل كبير على معدل التجفيف ومعدل انحلال المنتج المجفف. من السهل أن تتسامى بلورات الثلج الكبيرة ، ولا تساعد بلورات الجليد الصغيرة على التسامي ؛ لكن بلورات الجليد الكبيرة تذوب ببطء ، وبلورات الجليد الصغيرة تذوب بسرعة. كلما كانت بلورة الثلج أصغر ، زادت انعكاسها للبنية الأصلية للمنتج بعد التجفيف.
باختصار ، يجب أن يكون هناك معدل تبريد مثالي. من أجل الحصول على أعلى قابلية للبقاء للخلية ، وأفضل الخصائص الفيزيائية للمنتج ومعدل الذوبان. بطبيعة الحال ، فإن تحسين معدل البقاء على قيد الحياة له علاقة كبيرة بإضافة عامل مضاد للحرارة المنخفضة (أحد العوامل الواقية) إلى المنتج. على سبيل المثال ، الجلسرين ، ثنائي ميثيل سلفوكسيد ، السكريات ، إلخ. تساعد هذه المواد المقاومة للحرارة المنخفضة المنتج على توسيع نطاق معدلات التبريد المثلى بحيث يمكن لعدد أكبر من الخلايا البقاء على قيد الحياة.
من أجل الحصول على معدلات تبريد مختلفة. طرق مختلفة للتجميد المسبق مطلوبة ؛ على سبيل المثال ، في بعض الأحيان يكون من الضروري البدء في تبريد صندوق التجفيف بالتجميد بعد التعبئة ، وأحيانًا تحتاج الماكينة إلى خفض درجة حرارة منخفضة مسبقًا ، ثم يتم وضع المنتج في صندوق التجفيف بالتجميد.
الغرض من التجميد المسبق هو أيضًا إصلاح المنتج للتسامي تحت التفريغ. إذا لم يتم تجميدها. عند التنظيف بالمكنسة الكهربائية ، سيخرج المنتج من الزجاجة بدون شكل معين ؛ إذا كان الجو باردًا جدًا ، فلن يهدر الطاقة والوقت فحسب ، بل يقلل أيضًا من معدل البقاء على قيد الحياة لبعض المنتجات.
لذلك ، يجب تحديد ثلاث بيانات قبل التجميد المسبق. الأول هو معدل التجميد المسبق ، ويجب اختبار معدل التجميد الأمثل وفقًا للمنتجات المختلفة. والثاني هو درجة الحرارة الدنيا للتجميد المسبق ، والتي يجب تحديدها وفقًا لنقطة الانصهار للمنتج. يجب أن تكون درجة الحرارة الدنيا للتجميد المسبق أقل من درجة حرارة نقطة الانصهار. والثالث هو وقت ما قبل التجميد ، والذي يتم تحديده وفقًا لحالة الماكينة لضمان تجميد جميع المنتجات قبل التنظيف بالمكنسة الكهربائية. لن يخرج من الزجاجة بسبب التنظيف بالمكنسة الكهربائية. كلما كان الفرق في درجة الحرارة أصغر بين كل طبقة من صندوق التجفيف بالتجميد والأجزاء المختلفة لكل طبقة ، كلما كان وقت التجميد المسبق أقصر. بشكل عام ، تصل درجة حرارة المنتج إلى وقت ما قبل التجميد. يمكن بدء التسامي الفراغي بعد 1-2 ساعة من أدنى درجة حرارة.