Τι είναι η ξήρανση με κατάψυξη;

Τι είναι η ξήρανση με κατάψυξη;

Η ξήρανση κατάψυξης (επίσης γνωστή ως λυοφιλοποίηση) είναι μια διαδικασία απομάκρυνσης νερού που χρησιμοποιείται συνήθως για τη διατήρηση των φθαρτών υλικών, με στόχο την επέκταση της διάρκειας ζωής τους και/ή την προετοιμασία τους για μεταφορά. Εργασίες ξήρανσης κατάψυξης παγιδεύοντας το υλικό, μειώνοντας στη συνέχεια την πίεση και προσθέτοντας θερμότητα για να επιτρέψει στο κατεψυγμένο νερό στο υλικό να αλλάζει απευθείας σε ατμό (εξειδικευμένο).

Πώς λειτουργεί η ξήρανση κατάψυξης;
Η ξήρανση κατάψυξης συμβαίνει σε τρεις φάσεις:

Πάγωμα
Πρωτογενή ξήρανση (εξάχνωση)
Δευτερεύουσα ξήρανση (προσρόφηση)
Η σωστή ξήρανση κατάψυξης μπορεί να μειώσει τους χρόνους ξήρανσης κατά 30%

Φάση κατάψυξης
Η κατάψυξη είναι η πιο κρίσιμη φάση της ξήρανσης με κατάψυξη και υπάρχουν πολλές μέθοδοι γι 'αυτό. Η κατάψυξη μπορεί να γίνει σε καταψύκτη, ένα λουτρό με παγωμένο λουτρό (κατάψυξη κελύφους) ή σε ράφι στο στεγνωτήριο κατάψυξης. Η ψύξη του υλικού κάτω από το τριπλό σημείο του εξασφαλίζει ότι θα συμβεί η εξάχνωση, αντί να λιώνει. Αυτό διατηρεί τη φυσική του μορφή.

Η ξήρανση με κατάψυξη είναι πιο εύκολο να επιτευχθεί με τη χρήση μεγάλων κρυστάλλων πάγου, τα οποία μπορούν να παραχθούν με αργή κατάψυξη ή ανόπτηση. Ωστόσο, με τα βιολογικά υλικά, όταν οι κρύσταλλοι είναι πολύ μεγάλοι, μπορούν να σπάσουν τα κυτταρικά τοιχώματα, και αυτό οδηγεί σε αποτελέσματα στεγνώματος κατάψυξης λιγότερο από το ιδανικό. Για να αποφευχθεί αυτό, η κατάψυξη γίνεται γρήγορα. Για τα υλικά που τείνουν να καταβυθίζονται, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ανόπτηση. Αυτή η διαδικασία περιλαμβάνει ταχεία κατάψυξη, στη συνέχεια, αυξάνοντας τη θερμοκρασία του προϊόντος για να επιτρέψει την ανάπτυξη των κρυστάλλων.

Πρωτοβάθμια φάση ξήρανσης (εξάχνωση)
Η δεύτερη φάση της ξήρανσης είναι η κύρια ξήρανση (εξάχνωση), στην οποία η πίεση μειώνεται και η θερμότητα προστίθεται στο υλικό για να εξαγοράσει το νερό. Το κενό επιταχύνει την εξάχνωση. Ο κρύος συμπυκνωτής παρέχει μια επιφάνεια για να προσκολληθεί ο υδρατμός και να στερεοποιηθεί. Ο συμπυκνωτής προστατεύει επίσης την αντλία κενού από τον υδρατμό. Περίπου το 95% του νερού στο υλικό αφαιρείται σε αυτή τη φάση. Η πρωτογενή ξήρανση μπορεί να είναι μια αργή διαδικασία. Η υπερβολική θερμότητα μπορεί να μεταβάλει τη δομή του υλικού.

Δευτερεύουσα φάση ξήρανσης (προσρόφηση)
Η τελική φάση ξήρανσης είναι δευτερεύουσα ξήρανση (προσρόφηση), κατά τη διάρκεια της οποίας απομακρύνεται τα ιονικά δεσμευμένα μόρια νερού. Με την αύξηση της θερμοκρασίας υψηλότερη από ό, τι στην πρωτογενή φάση ξήρανσης, οι δεσμοί σπάζουν μεταξύ του υλικού και των μορίων νερού. Τα στεγανοποιημένα υλικά διατηρούν μια πορώδη δομή. Αφού ολοκληρωθεί η διαδικασία ξήρανσης κατάψυξης, το κενό μπορεί να σπάσει με αδρανές αέριο πριν το υλικό σφραγιστεί. Τα περισσότερα υλικά μπορούν να στεγνώσουν σε 1-5% υπολειμματική υγρασία.

Προβλήματα που πρέπει να αποφύγετε κατά τη διάρκεια της ξήρανσης
Η θέρμανση του προϊόντος πολύ υψηλή θερμοκρασία μπορεί να προκαλέσει τήξη ή κατάρρευση προϊόντων
Υπερφόρτωση συμπυκνωτή που προκαλείται από υπερβολικό ατμό που χτυπά τον συμπυκνωτή.
Πάρα πολύ δημιουργία ατμών
Πάρα πολύ επιφάνεια
Πάρα πολύ μικρή περιοχή συμπυκνωτή
Ανεπαρκής ψύξη
ΑΤΟΜΑΤΟΣ - Ο ατμός παράγεται με ρυθμό γρηγορότερα από ό, τι μπορεί να περάσει από τη θύρα ατμών, τη θύρα μεταξύ του θαλάμου του προϊόντος και του συμπυκνωτή, δημιουργώντας αύξηση της πίεσης του θαλάμου.
Σημαντικοί όροι ξήρανσης κατάψυξης
Εδώ είναι μερικοί σημαντικοί όροι ξήρανσης. Για μια ολοκληρωμένη λίστα, ανατρέξτε στη σελίδα ορολογίας ξήρανσης κατάψυξης.

Ευτηκτικό σημείο ή ευτηκτική θερμοκρασία
Είναι το σημείο στο οποίο το προϊόν υπάρχει μόνο στη στερεά φάση, που αντιπροσωπεύει την ελάχιστη θερμοκρασία τήξης. Δεν έχουν όλα τα προϊόντα ένα ευτηκτικό σημείο ή μπορεί να υπάρχουν πολλαπλά ευτηκτικά σημεία.

Κρίσιμη θερμοκρασία
Κατά τη διάρκεια της ξήρανσης κατάψυξης, η μέγιστη θερμοκρασία του προϊόντος πριν από την υποβάθμιση της ποιότητας με τήξη ή κατάρρευση.