현대 동결건조기의 주요 응용 분야는 분리된 생물 조직의 동결건조 및 보관, 살아있는 세균 및 바이러스의 동결건조 및 보존, 한약재, 양약, 생물학적 의약품 및 혈액 제제의 동결건조, 편의식품, 건강식품 및 기능성 식품의 동결건조 및 보관, 나노 세라믹 소재 및 각종 금속 미분말 소재의 동결건조 제조 등입니다. 따라서 동결건조기는 화학, 식품, 재료, 제약 및 생물 제품 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 동결건조기는 동결건조 기술을 구현하는 장비로, 냉동, 진공, 열역학, 역학, 유체역학, 전기 제어 및 압력 용기에 대한 지식을 필요로 하는 비교적 복잡한 기계입니다.
I. 자동 제어 시스템
많은 동결건조기는 자동 제어 시스템을 갖추고 있으며, 수동 제어 기능도 제공합니다. 그러나 자동 제어 방식은 제조사마다 크게 다르므로 사용자는 이러한 차이점을 이해해야 합니다.
동결건조기의 자동 제어는 두 부분으로 구성되어야 합니다. 첫째, 동결건조 공정 요구 사항에 따라 지정된 시간에 각 장비의 자동 작동 및 정지 기능입니다. 둘째, 동결건조 곡선에 따라 동결건조실 선반 온도를 자동으로 추적하는 기능입니다. 전체 동결건조 공정은 수동 조작이 필요하지 않아야 하지만, 필요한 경우 수동 조작은 가능합니다. 그러나 일부 동결건조기는 동결건조 곡선 추적 기능만 제공하고 나머지 부분은 수동 조작이 필요한 불완전한 자동 제어 기능을 갖추고 있습니다.
또한 일부 동결건조기는 동결건조 공정의 마지막 단계까지만 자동 제어 기능을 제공합니다. 동결건조 후 챔버 압축, 응축기 해동, 증기 멸균과 같은 공정은 자동화가 불가능하며 수동으로 조작해야 합니다. 특히 증기 멸균은 밸브 조작이 많아 수동 작업이 번거롭습니다. 따라서 자동 멸균 프로그램이 내장된 동결건조기를 선택하는 것이 좋습니다.
일부 동결건조기는 자동 제어를 위해 전용 마이크로컴퓨터를 사용하는데, 이는 조작 및 프로그래밍이 편리합니다. 이러한 마이크로컴퓨터는 동결건조 전용 언어로 표시되며 형광 스크린, 프린터, 플로피 디스크 등을 갖추고 있습니다. 수십 개의 동결 프로그램을 동시에 저장하고 각 프로그램의 내용을 표시하며, 전체 프로그램을 인쇄할 수도 있습니다. 반면, 계측기를 이용한 자동 제어 방식은 조작 및 프로그래밍이 다소 복잡하고 저장할 수 있는 프로그램 수도 적습니다.
동결건조기에는 기록 장치 또한 매우 중요합니다. 기록 장치는 동결건조 과정 전체를 진공 상태에서 기록하여 추후 참조할 수 있도록 합니다. 대부분의 기록 장치는 다중 지점 기록 장치로, 지점 기록과 직접 텍스트 기록 기능을 모두 갖추고 있으며 디지털 디스플레이 시스템도 제공합니다.
II. 시료 채취 장치
1. 중간 시료 채취 장치
일부 소형 동결건조기는 진공을 깨뜨리지 않고 동결건조 과정 중 관찰 및 시험을 위해 시료를 채취할 수 있는 중간 시료 채취 장치를 장착하여 동결건조 과정을 확인할 수 있습니다.
2. 공융점 측정 장치
동결건조기에는 공융점 측정 장치가 장착되어 있어 예비 동결 단계에서 제품의 공융점을 측정하고 승화 과정에서 제품이 녹는지 여부를 모니터링할 수 있습니다.
3. 자동 박스 적재/하역 장치 및 냉각수 시스템
동결건조기에는 인건비를 절감하고 제품의 품질을 보장하기 위해 자동 박스 적재/하역 장치를 장착할 수 있습니다.
일부 소형 및 중형 동결건조기의 경우 공랭식이 적합하지 않고 순환식 냉각탑을 추가하는 것이 번거로울 수 있습니다. 이러한 경우 냉각수 순환 시스템을 설치할 수 있습니다. 이 시스템은 워터 펌프, 물탱크 및 냉각기로 구성되어 있으며, 냉각기는 동결건조기의 냉각수 공급과 함께 순환하면서 필요한 수온을 유지합니다.