Dondurarak kurutma teknolojisi

Malzemeyi bozulmadan ve bozulmadan uzak tutma yöntemlerinden biri olan dondurarak kurutma teknolojisi, çok fazla nem içeren maddeyi önceden dondurmak ve ardından katı suyu doğrudan vakum koşulu altında süblimleştirmektir ve madde donarken buz rafında kalır, bu nedenle kuruduktan sonra değişmez. Katı su süblimasyon sırasında ısıyı emerek ürünün sıcaklığının düşmesine ve süblimasyon hızının yavaşlamasına neden olur. Süblimleşme hızını artırmak ve kuruma süresini kısaltmak için ürün uygun şekilde ısıtılmalıdır.

Avantajları A, dondurarak kurutma düşük sıcaklıkta gerçekleştirilir, bu nedenle özellikle birçok ısıya duyarlı madde için uygundur. Proteinler, mikroorganizmalar ve benzerleri gibi biyolojik canlılığı denatlamaz veya kaybetmez. Bu nedenle tıpta yaygın olarak kullanılmaktadır. Düşük sıcaklıkta kururken, maddedeki bazı uçucu bileşenler çok az kaybedilir, bu da bazı kimyasal ürünler, ilaçlar ve gıda kurutması için uygundur. 3. Dondurarak kurutma işlemi sırasında mikroorganizmaların büyümesi ve enzimlerin rolü gerçekleştirilemez, böylece orijinal özellikler korunabilir. 4. Donmuş halde kuruması nedeniyle hacim neredeyse değişmez, orijinal yapı korunur ve konsantrasyon fenomeni oluşmaz. 5. Kurutulmuş madde su eklendikten sonra hızlı ve tamamen çözülür ve neredeyse anında orijinal özelliklerine geri döner. 6. Kurutma vakum altında yapıldığından çok az oksijen vardır, bu nedenle bazı kolay oksitlenen maddeler korunur. 7. Kurutma, suyun% 95-99 'undan fazlasını ortadan kaldırabilir, böylece ürün kuruduktan sonra bozulmadan uzun süre saklanabilir. Bu nedenle dondurarak kurutma, ilaç endüstrisinde, gıda endüstrisinde, bilimsel araştırmalarda ve diğer sektörlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Uygulama Ürünlerin dondurularak kurutulması belirli bir cihazda yapılmalıdır. Bu cihaza, liyofilizatör olarak adlandırılan vakumlu dondurma kurutucu denir. Liyofilizatör dört ana bölüme ayrılmıştır: soğutma sistemi, vakum sistemi, ısıtma sistemi ve kontrol sistemi. Yapıya göre liyofilize bir kutu veya bir kurutma kutusu, bir kondenser veya bir su buharı kondenseri, bir dondurucu, bir vakum pompası ve vanalar ve elektrik kontrol bileşenlerinden oluşur. Liyofilize kutu, yaklaşık -40 ° C 'ye kadar soğutulabilen ve yaklaşık + 50 ° C' ye ısıtılabilen yüksek ve düşük sıcaklıklı bir kutudur. Aynı zamanda bir vakuma pompalanabilen kapalı bir kaptır. Liyofilizatörün ana parçasıdır. Liyofilize edilmesi gereken ürünler, kutudaki katmanlı metal plaka tabakası üzerine yerleştirilir, dondurulur ve üründeki suyu süblimleştirmek ve kurutmak için vakum altında ısıtılır. Kondenser ayrıca vakumla kapatılmış bir kaptır. İçinde geniş bir yüzey alanı metal adsorpsiyon yüzeyi vardır. Adsorpsiyon yüzeyinin sıcaklığı -40 ° C 'ye düşürülebilir ve bu düşük sıcaklık sürekli olarak korunabilir. Kondenserin işlevi, liyofilize kutu içindeki ürünlerle süblimleştirilen su buharını dondurmak ve metal yüzey üzerine adsorbe etmektir. Liyofilizatör, kondenser, vakum borusu ve valf, vakum pompası ile birlikte liyofilizatörün vakum sistemini oluşturur. Vakum sistemi hava kaçağı gerektirmez. Vakum pompası, bir vakum oluşturmak için vakum sisteminin önemli bir parçasıdır. Vakum sistemi, ürünün hızlı süblimasyon ve kurutma için gereklidir. Soğutma sistemi, bir dondurucu, liyofilize bir kutu ve kondenserin içindeki borulardan oluşur. Dondurucu birbirinden bağımsız iki set olabilir veya bir set birlikte kullanılabilir. Dondurucunun işlevi, çalışmaları için gerekli olan düşük sıcaklığı oluşturmak ve korumak için liyofilize kutuyu ve kondenseri soğutmaktır. İki yöntemi vardır: doğrudan soğutma ve dolaylı soğutma. Isıtma sistemi, farklı liyofilize kurutucular için farklı ısıtma yöntemlerine sahiptir. Bazıları doğrudan elektrikli ısıtma yöntemi kullanır; bazıları ısıtma için ara ortam kullanır ve bir pompa ara ortamı sürekli olarak dolaştırır. Isıtma sisteminin işlevi, üründeki nemin sürekli olarak süblimleştirilmesi ve belirtilen kalıntı nem gereksinimlerini karşılaması için ürünü liyofilize kutuda ısıtmaktır. Kontrol sistemi, çeşitli kontrol anahtarlarından, gösterge ayar cihazlarından (bkz. Şekil 1) ve bazı otomatik cihazlardan vb. Oluşur. Nispeten basit veya çok karmaşık olabilir. Genel olarak, daha yüksek derecede otomasyona sahip dondurarak kurutma makineleri daha karmaşık kontrol sistemlerine sahiptir. Kontrol sisteminin işlevi, dondurarak kurutma makinesini manuel veya otomatik olarak kontrol etmek, makinenin normal çalışmasını manipüle etmek ve gerekli ürünleri dondurarak kurutmaktır. Dondurarak kurutma prosedürü aşağıdaki gibidir: liyofilizasyondan önce liyofilize edilmesi gereken ürünler, genellikle cam şişeler veya ampuller olmak üzere uygun kaplara bölünür, doldurma miktarı eşit olmalıdır ve buharlaşma yüzeyi mümkün olduğu kadar büyük ve ince olmalıdır; daha sonra bunları liyofilize kutunun boyutuna uygun bir metal plakaya koyun. Ambalajlamadan önce, dondurularak kurutulmuş kutu boş soğutulur ve ardından ürün önceden dondurularak kurutulmuş kutuya konur. Vakumlamadan önce, kondenser dondurucunun soğutma hızına göre kondenser önceden çalışması yapılmalıdır. Vakumlama sırasında kondenser yaklaşık -40 ° C 'lik bir sıcaklığa ulaşmalıdır. Vakum derecesi belirli bir değere ulaştıktan sonra (genellikle 100uHg' nin üzerinde bir vakum derecesine ulaşmalıdır), kutudaki ürün ısıtılabilir. Genel olarak, ısıtma iki adımda gerçekleştirilir. Isıtmanın ilk adımı, ürünün sıcaklığının birlikte erime noktasının sıcaklığını aşmasını sağlamaz. Üründeki nem temelde kuruduktan sonra, ısıtmanın ikinci adımı gerçekleştirilir. Bu sırada ürün hızlı bir şekilde belirtilen maksimum sıcaklığa yükseltilebilir. Maksimum sıcaklık birkaç saat korunduktan sonra dondurarak kurutma işlemi tamamlanabilir. Her şişedeki ürün miktarı, toplam miktar, cam kabın şekli ve özellikleri, ürün tipi, liyofilizasyon eğrisi ve makinenin performansı ile ilgilidir. Liyofilizasyondan sonra kuru ve steril hava kurutma fırınına konulmalı ve ardından havadaki nemin yeniden emilmesini önlemek için mümkün olan en kısa sürede tak ve kapatılmalıdır. Liyofilizasyon işleminde, ürünün sıcaklığı ve plaka tabakası, kondansatörün sıcaklığı ve vakum derecesi, liyofilizasyon eğrisi adı verilen bir eğri çizme süresiyle karşılaştırılır. Genellikle sıcaklık koordinattır ve zaman apsistir. Dondurarak kuruyan farklı ürünler farklı liyofilizasyon eğrileri kullanır. Aynı ürün farklı liyofilizasyon eğrileri kullandığında, ürünün kalitesi de farklıdır ve liyofilizasyon eğrisi de liyofilizatörün performansıyla ilgilidir. Bu nedenle, farklı ürünler ve farklı liyofilizatörler farklı liyofilizasyon eğrileri uygular.