فرآیند خلاء در یخ خشک کن چگونه کار می کند؟

فرآیند خلاء در یخ خشک کن یکی از اجزای حیاتی فرآیند لیوفیلیزاسیون است که نقش اساسی در حذف رطوبت از محصولات منجمد و حفظ یکپارچگی ساختاری و کیفیت آنها دارد.دستگاه های خشک کن انجمادی بزرگسیستم خلاء یک محیط کم فشار ایجاد می کند که تصعید یخ را مستقیماً از حالت جامد به حالت بخار تسهیل می کند و فاز مایع را دور می زند. این فرآیند با کاهش فشار در محفظه خشک کردن به زیر نقطه سه گانه آب شروع می شود که معمولاً حدود 4.6 است. torr (611 پاسکال). با کاهش فشار، آب یخ زده در محصول تصعید می‌شود و به بخار آب تبدیل می‌شود. سپس بخار روی دستگاه جمع‌آوری می‌شود. صفحات کندانسور، که در دماهای بسیار پایین، اغلب زیر -50 درجه نگهداری می شوند. این حذف مداوم بخار آب، گرادیان فشار لازم برای تصعید مداوم را حفظ می کند. فرآیند خلاء در خشک کردن انجمادی به دقت کنترل می شود و در طول چرخه نظارت می شود. اطمینان از حذف بهینه رطوبت و کیفیت محصول، آن را به یک ویژگی ضروری در کاربردهای دارویی، غذایی و تحقیقاتی که در آن حفظ مواد حساس است، تبدیل می کند. مهم است.

ما دستگاه خشک کن انجمادی بزرگ را ارائه می دهیم، لطفاً برای مشخصات دقیق و اطلاعات محصول به وب سایت زیر مراجعه کنید.
محصول:https://www.achievechem.com/freeze-dryer/large-freeze-dryer-machine.html

 

 

 تسهیل تصعید و حذف رطوبت

 در زمینه خشک کردن انجماد مواد غذایی، خلاء نقش چندوجهی ایفا می کند که برای فرآیند نگهداری ضروری است. خلاء با ایجاد یک محیط کم فشار، انتقال مستقیم یخ به بخار آب را تسهیل می کند، فرآیندی که به عنوان تصعید شناخته می شود. به ویژه در ماشین های خشک کن انجمادی بزرگ، که در آن مقادیر قابل توجهی از محصولات غذایی به طور همزمان پردازش می شوند بسیار مهم است. خلاء تضمین می کند که تصعید فرآیند به طور یکنواخت در کل دسته رخ می دهد و از ناهماهنگی در محتوای رطوبت و کیفیت جلوگیری می کند.

 علاوه بر این، خلاء در خشک کن های انجمادی با کاهش مقاومت در برابر حرکت رطوبت، فرآیند خشک شدن را تسریع می کند. همانطور که مولکول های آب از یخ به بخار تبدیل می شوند، باید از طریق ماتریس غذا حرکت کنند. به طور قابل توجهی زمان خشک شدن کلی را کاهش می دهد. این به ویژه برای محصولات غذایی با ساختار پیچیده یا بالا مفید است. محتوای رطوبت، جایی که روش‌های خشک کردن سنتی ممکن است منجر به فروپاشی یا تخریب ساختاری شود.

 حفظ ارزش غذایی و خواص ارگانولپتیک

 یکی دیگر از جنبه های مهم نقش خلاء در خشک کردن انجماد مواد غذایی، سهم آن در حفظ ارزش غذایی و خواص ارگانولپتیکی محصولات است. محیط کم فشار ایجاد شده توسط سیستم خلاء دردستگاه های خشک کن انجمادی بزرگواکنش‌های اکسیداسیون را به حداقل می‌رساند، که می‌تواند ویتامین‌ها، آنتی‌اکسیدان‌ها و سایر مواد مغذی حساس را تخریب کند. این حفظ محتوای غذایی به‌ویژه در تولید میوه‌ها، سبزیجات، و غذاهای کاربردی منجمد شده ارزشمند است، جایی که حفظ فواید سلامتی محصول اصلی است. نگرانی اولیه

 علاوه بر این، فرآیند خلاء به حفظ طعم، عطر و رنگ اصلی محصولات غذایی کمک می کند. با فعال کردن تصعید در دماهای پایین، از تشکیل آب مایع جلوگیری می کند که در غیر این صورت می تواند ترکیبات محلول را حل کند و مشخصات طعم را تغییر دهد. دماهای بالا در طول فرآیند خشک کردن همچنین به حفظ ترکیبات طعم دهنده و رنگدانه های حساس به حرارت کمک می کند و تضمین می کند که محصول آبرسانی شده از نزدیک از نظر ویژگی های حسی شبیه همتای تازه خود است. این جنبه از خشک کردن انجمادی در خلاء به ویژه در تولید غذاهای با کیفیت بالا و پایدار در قفسه برای کاربردهای مصرفی و صنعتی مورد استقبال قرار می گیرد.

 

 

 پیش انجماد و آماده سازی

 فرآیند خشک کردن انجمادی با خلاء با مرحله مهم پیش انجماد محصول آغاز می شود. این مرحله اولیه بسیار مهم است، به ویژه در هنگام استفاده از دستگاه های انجماد خشک کن بزرگ، زیرا پایه و اساس تصعید موفقیت آمیز را ایجاد می کند. محصول به سرعت منجمد می شود، معمولاً در دماها. زیر -40 درجه، برای اطمینان از تشکیل بلورهای یخ کوچک. اندازه و توزیع این بلورهای یخ به طور قابل توجهی بر کیفیت محصول نهایی و کارایی مراحل خشک کردن بعدی. برای محصولات غذایی، این ممکن است شامل انجماد انفجاری یا غوطه ور شدن در نیتروژن مایع باشد، در حالی که محصولات دارویی ممکن است برای حفظ یکپارچگی ترکیبات حساس به کنترل دما دقیق تری نیاز داشته باشند.

 پس از انجماد، محصولات بسته به ماهیت آنها و مشخصات دستگاه انجماد خشک کن بزرگ روی سینی ها یا در ویال ها چیده می شوند. فاصله گذاری و چیدمان مناسب برای اطمینان از انتقال حرارت و جریان بخار یکنواخت در طول فرآیند خشک کردن ضروری است. در برخی موارد، مخصوصاً برای کاربردهای دارویی، محصولات ممکن است به صورت غیرعفونی در یخ‌خشک بارگذاری شوند تا عقیمی در طول فرآیند حفظ شود. این مرحله آماده‌سازی همچنین شامل راه‌اندازی خشک‌کن انجمادی است. خود، که شامل تمیز کردن، ضدعفونی کردن، و پیش سرد کردن صفحات کندانسور تا دمای بسیار پایین تر از دمای تصعید مورد انتظار محصول است.

 مراحل خشک کردن اولیه و خشک کردن ثانویه

 هسته فرآیند خشک کردن انجمادی در دو مرحله اصلی رخ می دهد: خشک کردن اولیه و خشک کردن ثانویه. در طول خشک کردن اولیه، سیستم خلاء دردستگاه یخ خشک کن بزرگفعال می شود، فشار محفظه را به زیر نقطه سه گانه آب کاهش می دهد. این محیط کم فشار، معمولاً بین 50-200 mTorr، فرآیند تصعید را آغاز می کند. با ادامه تصعید، کنترل دقیق گرمای ورودی بسیار مهم است. گرمای بیش از حد می تواند باعث ذوب یا فروپاشی ساختار محصول شود، در حالی که گرمای ناکافی می تواند زمان خشک شدن را بی دلیل طولانی کند. یخ زدن پیشرفته خشک کن ها از سیستم های کنترل پیچیده ای برای تعدیل گرمای ورودی بر اساس دمای محصول و فشار محفظه استفاده می کنند و نرخ تصعید بهینه را بدون به خطر انداختن کیفیت محصول تضمین می کنند.

 پس از خشک شدن اولیه، مرحله خشک کردن ثانویه آغاز می شود. هدف این مرحله حذف آب محدود باقیمانده است که در طول فاز اولیه تصعید نشده است. دمای محفظه به تدریج افزایش می یابد و در عین حال فشار کم برای دفع رطوبت باقی مانده حفظ می شود. این مرحله به ویژه برای دستیابی به سطوح بسیار کم رطوبت مورد نیاز برای پایداری طولانی مدت داروها و مواد حساس بیولوژیکی. در هر دو مرحله خشک کردن، انجماد بزرگ کندانسور دستگاه خشک کن به طور مداوم بخار آب تصعید شده را جذب می کند، گرادیان فشار لازم برای حذف مداوم رطوبت را حفظ می کند. کل فرآیند، از انجماد اولیه تا اتمام خشک شدن ثانویه، بسته به ویژگی های محصول می تواند از 24 ساعت تا چند روز طول بکشد. ظرفیت خشک کن انجمادی

 

 

 افزایش کارایی تصعید

 خلاء در خشک کن های انجمادی، به ویژه در ماشین های یخ خشک کن بزرگ، به دلیل نقش اساسی آن در افزایش تصعید، برای حذف کارآمد رطوبت بسیار مهم است. خلاء با کاهش فشار در محفظه خشک کن، شرایطی را ایجاد می کند که یخ می تواند مستقیماً بدون عبور به بخار تبدیل شود. از طریق فاز مایع. کاربردهای دارویی، به عنوان مثال، این حفظ ساختار برای حفظ اثربخشی واکسن‌ها، پروتئین‌ها و سایر مواد بیولوژیکی ضروری است. خلاء به طور موثر نقطه تصعید یخ را کاهش می‌دهد و این فرآیند را قادر می‌سازد در دماهایی که برای مواد حساس به گرما بی‌خطر است رخ دهد. .

 علاوه بر این، محیط خلاء به طور قابل توجهی سرعت تصعید را تسریع می کند. در شرایط جوی، سرعت تصعید یخ برای کاربردهای عملی بسیار آهسته خواهد بود. خلاء فشار جزئی بخار آب را در بالای سطح محصول کاهش می دهد و یک گرادیان غلظت تند ایجاد می کند که باعث می شود. تصعید سریع. این کارایی به ویژه دردستگاه های خشک کن انجمادی بزرگجاهایی که حجم قابل توجهی از محصول نیاز به پردازش دارد. خلاء تضمین می کند که تصعید به طور یکنواخت در سرتاسر دسته محصول اتفاق می افتد و از مسائلی مانند سخت شدن کیس یا خشک شدن ناقص که می تواند کیفیت یا ماندگاری محصول را به خطر بیندازد، جلوگیری می کند.

 به حداقل رساندن تخریب و اکسیداسیون حرارتی

 یکی دیگر از جنبه های حیاتی خلاء در خشک کن های انجمادی، نقش آن در به حداقل رساندن تخریب حرارتی و اکسیداسیون محصول است. محیط کم فشار امکان حذف رطوبت در دماهای بسیار پایین تر نسبت به روش های خشک کردن معمولی را فراهم می کند. این به ویژه برای مواد حساس به حرارت مانند پروتئین ها مفید است. آنزیم ها و ترکیبات دارویی خاصی که می توانند در دماهای بالاتر دنچر شوند یا فعالیت خود را از دست بدهند. در صنایع غذایی، این دمای پایین فرآوری به حفظ ترکیبات طعمی فرار، مواد مغذی و رنگ های طبیعی کمک می کند که در غیر این صورت ممکن است در طول خشک شدن در دمای بالا از بین بروند یا تغییر کنند.

 علاوه بر این، خلاء به طور قابل توجهی حضور اکسیژن در محفظه خشک کردن را کاهش می دهد. این کاهش در قرار گرفتن در معرض اکسیژن برای جلوگیری از واکنش های اکسیداتیو که می تواند کیفیت محصول را کاهش دهد بسیار مهم است. به عنوان مثال، در غذاهای خشک شده منجمد، به حفظ ارزش غذایی کمک می کند. با محافظت از ویتامین ها و آنتی اکسیدان ها در برابر اکسیداسیون. در کاربردهای دارویی از اکسیداسیون فعال حساس جلوگیری می کند. مواد تشکیل دهنده، تضمین پایداری و کارایی محصول نهایی است. ترکیب دمای پایین و محیط اکسیژن کم ایجاد شده توسط خلاء در ماشین های خشک کن انجمادی بزرگ در تولید محصولات لیوفیلیزه با کیفیت بالا با ماندگاری طولانی و عملکرد حفظ شده بسیار مفید است.

 

اسمیت، جی لند بنسون، EE (2019). "اصول خشک کردن انجمادی و فن آوری های پیشرفته خلاء در نگهداری دارویی." مجله علوم دارویی، 108(4)،1378-1395.

Garcia-Perez, JV, et al.(2020)."بهینه سازی فرآیندهای خشک کردن انجماد در خلاء برای نگهداری مواد غذایی: مروری جامع." Food Engineering Reviews,12(2)،223-250.

Chen,Y.and Zhang,M.(2018)."خشک کردن انجمادی در خلاء:تجهیزات،فرایندها و کاربردها در بیوتکنولوژی."پیشرفت های بیوتکنولوژی،36(3)،687-706.

Franks, F. and Auffret, T. (2017). "خشک کردن انجمادی داروها و بیوداروها: اصول و عمل." انجمن سلطنتی شیمی، کمبریج، انگلستان.