Teknologi pengeringan beku

Teknologi pengeringan beku, salah satu metode untuk menjaga bahan dari pembusukan dan kerusakan, adalah untuk membekukan zat yang mengandung banyak kelembaban di muka, dan kemudian menyublim air padat langsung di bawah kondisi vakum, dan zat itu sendiri tetap di rak es ketika membeku, sehingga tidak berubah setelah pengeringan. Air padat menyerap panas selama sublimasi, menyebabkan suhu produk itu sendiri turun dan memperlambat kecepatan sublimasi. Untuk meningkatkan kecepatan sublimasi dan mempersingkat waktu pengeringan, produk harus dipanaskan dengan benar. Seluruh pengeringan dilakukan pada suhu yang lebih rendah.

Keuntungan A, pengeringan beku dilakukan pada suhu rendah, sehingga sangat cocok untuk banyak zat sensitif panas. Seperti protein, mikroorganisme dan sejenisnya tidak akan denaturasi atau kehilangan vitalitas biologis. Oleh karena itu, banyak digunakan dalam pengobatan. Ketika pengeringan pada suhu rendah, beberapa komponen yang mudah menguap dalam zat hilang sangat sedikit, yang cocok untuk beberapa produk kimia, obat-obatan dan pengeringan makanan. 3. Selama proses pengeringan beku, pertumbuhan mikroorganisme dan peran enzim tidak dapat dilakukan, sehingga sifat asli dapat dipertahankan. 4. Karena pengeringan dalam keadaan beku, volumenya hampir tidak berubah, struktur asli dipertahankan, dan fenomena konsentrasi tidak akan terjadi. 5. Zat kering larut dengan cepat dan lengkap setelah menambahkan air, dan segera kembali ke sifat aslinya. 6. Karena pengeringan dilakukan di bawah vakum, ada sangat sedikit oksigen, sehingga beberapa zat yang mudah teroksidasi dilindungi. 7. Pengeringan dapat menghilangkan lebih dari 95-99% air, sehingga produk dapat disimpan dalam waktu lama tanpa kerusakan setelah pengeringan. Oleh karena itu, pengeringan beku banyak digunakan dalam industri farmasi, industri makanan, penelitian ilmiah dan sektor lainnya. Aplikasi Pengeringan beku produk perlu dilakukan di perangkat tertentu. Perangkat ini disebut pengering beku vakum, disebut sebagai lyophilizer. Lyophilizer dibagi menjadi empat bagian utama: sistem pendingin, sistem vakum, sistem pemanas, dan sistem kontrol. Menurut strukturnya, itu terdiri dari kotak terliofilisasi atau kotak pengering, kondensor atau kondensor uap air, freezer, pompa dan katup vakum, dan komponen kontrol listrik. Kotak terliofilisasi adalah kotak suhu tinggi dan rendah yang dapat didinginkan hingga sekitar -40 ° C dan dipanaskan hingga sekitar + 50 ° C. Ini juga merupakan wadah tertutup yang dapat dipompa ke dalam ruang hampa. Ini adalah bagian utama dari lyophilizer. Produk yang perlu diliofilisasi di tempatkan pada lapisan pelat logam berlapis di dalam kotak, dibekukan, dan dipanaskan di bawah vakum untuk menyublimkan dan mengeringkan air dalam produk. Kondensor juga merupakan wadah tertutup vakum. Ada permukaan adsorpsi logam area permukaan yang besar di dalamnya. Suhu permukaan adsorpsi dapat dikurangi hingga -40 ° C, dan suhu rendah ini dapat dipertahankan terus-menerus. Fungsi kondensor adalah untuk membekukan uap air yang disublimasikan oleh produk dalam kotak terliofilisasi dan menyerapnya pada permukaan logam. Lyophilizer, kondensor, pipa dan katup vakum, bersama dengan pompa vakum, membentuk sistem vakum lyophilizer. Sistem vakum tidak memerlukan kebocoran udara. Pompa vakum merupakan bagian penting dari sistem vakum untuk membangun ruang hampa. Sistem vakum sangat penting untuk sublimasi dan pengeringan produk yang cepat. Sistem pendingin terdiri dari freezer, kotak terliofilisasi, dan pipa di dalam kondensor. Freezer dapat dua set independen satu sama lain, atau satu set dapat digunakan bersama-sama. Fungsi freezer adalah untuk mendinginkan kotak terliofilisasi dan kondensor untuk menghasilkan dan mempertahankan suhu rendah yang diperlukan untuk operasinya. Ini memiliki dua metode: pendinginan langsung dan pendinginan tidak langsung. Sistem pemanas memiliki metode pemanasan yang berbeda untuk pengering terliofilisasi yang berbeda. Beberapa menggunakan metode pemanasan listrik langsung; beberapa menggunakan media perantara untuk pemanasan, dan pompa mengedarkan media perantara secara terus menerus. Fungsi sistem pemanas adalah untuk memanaskan produk dalam kotak terliofilisasi sehingga kelembaban dalam produk terus disublimasikan dan memenuhi persyaratan kelembaban residu yang ditentukan. Sistem kontrol terdiri dari berbagai sakelar kontrol, instrumen penyesuaian indikator (lihat Gambar 1) dan beberapa perangkat otomatis, dll. Ini bisa relatif sederhana atau sangat kompleks. Umumnya, mesin pengeringan beku dengan tingkat otomatisasi yang lebih tinggi memiliki sistem kontrol yang lebih kompleks. Fungsi sistem kontrol adalah untuk secara manual atau otomatis mengontrol mesin pengeringan beku, memanipulasi operasi normal mesin, dan membekukan-mengeringkan produk yang dibutuhkan. Prosedur pengeringan beku adalah sebagai berikut: sebelum lyophilisasi, produk yang perlu diliofilisasi dibagi menjadi wadah yang sesuai, biasanya botol kaca atau ampul, jumlah pengisian harus seragam, dan permukaan penguapan harus sebesar dan setipis mungkin; kemudian memasukkannya ke dalam pelat logam yang sesuai dengan ukuran kotak yang diliofilisasi. Sebelum pengepakan, kotak beku-kering didinginkan kosong, dan kemudian produk dimasukkan ke dalam kotak beku-kering untuk pra-pembekuan. Sebelum menyedot debu, kondensor harus dibuat bekerja terlebih dahulu sesuai dengan kecepatan pendinginan freezer kondensor. Saat menyedot debu, kondensor harus mencapai suhu sekitar -40 ° C. Setelah derajat vakum mencapai nilai tertentu (biasanya harus mencapai derajat vakum di atas 100uHg), produk di dalam kotak dapat dipanaskan. Umumnya, pemanasan dilakukan dalam dua langkah. Langkah pertama pemanasan tidak membuat suhu produk melebihi suhu titik lebur bersama. Setelah kelembaban dalam produk pada dasarnya kering, langkah kedua pemanasan dilakukan. Pada saat ini, produk dapat dengan cepat dinaikkan ke suhu maksimum yang ditentukan. Pengeringan beku dapat diselesaikan setelah suhu maksimum dipertahankan selama beberapa jam. Ini terkait dengan jumlah produk di setiap botol, jumlah total, bentuk dan spesifikasi wadah kaca, jenis produk, kurva liofililisasi dan kinerja mesin. Setelah liofilisasi, udara kering dan steril harus dimasukkan ke dalam oven pengering, lalu steker dan segel sesegera mungkin untuk mencegah penyerapan kembali uap air di udara. Dalam proses liofilisasi, suhu produk dan lapisan pelat, suhu kondensor dan derajat vakum dibandingkan dengan waktu menggambar kurva, yang disebut kurva liofililisasi. Umumnya, suhu adalah ordinat dan waktu adalah absissa. Beku-pengeringan produk yang berbeda menggunakan kurva liofilisasi yang berbeda. Ketika produk yang sama menggunakan kurva lyophilisasi yang berbeda, kualitas produk juga berbeda, dan kurva lyophilisasi juga terkait dengan kinerja lyophilizer. Oleh karena itu, produk yang berbeda dan lyophilizers yang berbeda menerapkan kurva lyophilisasi yang berbeda.