Επισκόπηση
Η ξήρανση υπό κενό είναι μια προηγμένη τεχνολογία αφυδάτωσης υψηλής τεχνολογίας. Παγώνει το υλικό που περιέχει νερό σε χαμηλή θερμοκρασία και στη συνέχεια χρησιμοποιεί θέρμανση με θερμική ακτινοβολία υπό συνθήκες κενού για να εξαχνώσει τον πάγο απευθείας σε αέριο. Μετά την απελευθέρωση του νερού, το νερό αφυδατώνεται χρησιμοποιώντας έναν συμπυκνωτή πάγου (παγίδα κρύου) και μια συσκευή κενού. Είναι μια ολοκληρωμένη τεχνολογία εφαρμογής που βασίζεται σε πολυεπιστημονική ανάπτυξη, συμπεριλαμβανομένης της ψύξης, της θέρμανσης, του κενού, της βιολογίας, της ηλεκτρικής ενέργειας κ.λπ.
Η τεχνολογία ξήρανσης με κατάψυξη κενού χρησιμοποιείται ευρέως, όπως χημικά προϊόντα, βιολογία, προϊόντα υγείας, βότανα, γεωργικά προϊόντα (κρέας, πουλερικά, αυγά, θαλασσινά, λαχανικά και φρούτα κ.λπ.)
Διαδικασία λυοφιλοποίησης
Κατ' αρχήν, η διαδικασία ξήρανσης υπό κενό περιλαμβάνει τρία κύρια στάδια:
1. Το πρώτο στάδιο, ταχεία κατάψυξη. Μέσω της κατάψυξης, το νερό στο προϊόν αλλάζει από υγρό σε στερεό. Σε αυτό το στάδιο, η τελική θερμοκρασία κατάψυξης θα πρέπει να είναι χαμηλότερη από τη δική της θερμοκρασία ευτηκτικού σημείου (που λαμβάνεται με πείραμα) για να διασφαλιστεί ότι το υλικό είναι εντελώς παγωμένο. Η ταχύτητα κατάψυξης του υλικού εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά των διαφορετικών υλικών. Αυτό το στάδιο χρησιμοποιεί έναν θάλαμο ταχείας κατάψυξης για προκατάψυξη.
2. Το δεύτερο στάδιο είναι το αρχικό στάδιο αφυδάτωσης, γνωστό και ως στάδιο αφυδάτωσης εξάχνωσης. Το κατεψυγμένο υλικό κάτω από τη θερμοκρασία του ευτηκτικού σημείου αφυδατώνεται υπό συνθήκες κενού και το νερό σε αυτό απομακρύνεται με εξάχνωση. Κατά τη διαδικασία εξάχνωσης, η θερμοκρασία της πλάκας θέρμανσης και οι συνθήκες κενού θα πρέπει να ελέγχονται αυστηρά για να αποφευχθεί η τήξη του υλικού ή η θερμοκρασία να είναι υψηλότερη από το ευτηκτικό σημείο. Θα πρέπει επίσης να αποφευχθεί ότι η θερμοκρασία του τμήματος ξήρανσης είναι υψηλότερη από τη θερμοκρασία αποσύνθεσής του και παραμορφώνεται ή ακόμη και καταρρέει. Σε αυτό το στάδιο, η θερμαντική πλάκα θερμαίνει το υλικό με θερμική ακτινοβολία για να παρέχει ενέργεια για εξάχνωση. Η δεξαμενή κενού πρέπει να βρίσκεται σε κατάσταση κενού. Ο συμπυκνωτής πάγου (παγίδα κρύου) θα συλλάβει την υγρασία από το υλικό και θα τη συμπυκνώσει σε πάγο στην επιφάνεια του πηνίου ψυχρής παγίδας.
3. Το τρίτο στάδιο είναι το δευτερογενές στάδιο αφυδάτωσης, γνωστό και ως ξήρανση εκρόφησης. Ο σκοπός αυτού του σταδίου είναι η απομάκρυνση του δεσμευμένου νερού. Δεδομένου ότι η ενέργεια προσρόφησης του δεσμευμένου νερού είναι μεγάλη, πρέπει να παρέχεται μεγάλη ποσότητα θερμικής ενέργειας σε αυτό το στάδιο, δηλαδή, η θερμοκρασία της πλάκας θέρμανσης θα είναι ελαφρώς υψηλότερη για να πλησιάσει τη μέγιστη θερμοκρασία που μπορεί να αντέξει το υλικό. Όταν η περιεκτικότητα σε υγρασία του υλικού φτάσει την καθορισμένη τιμή, ολοκληρώνεται η τελική αφυδάτωση. Το εάν η ξήρανση υπό κενό έχει ολοκληρωθεί μπορεί να κριθεί με βάση την καμπύλη θερμοκρασίας του υλικού, την κατάσταση του δείγματος, το σχήμα και άλλες εμπειρίες ή με την ανίχνευση τελικού σημείου (αύξηση της πίεσης αέρα).
Πλεονεκτήματα της λυοφιλοποίησης:
Σε σύγκριση με το συνηθισμένο στέγνωμα στον ήλιο, το στέγνωμα με ζεστό αέρα, το στέγνωμα με ψεκασμό και το στέγνωμα υπό κενό, η ξήρανση με κατάψυξη κενού έχει πολλά εξαιρετικά πλεονεκτήματα:
ένα. Η ξήρανση υπό κενό είναι μια διαδικασία αφυδάτωσης σε χαμηλή θερμοκρασία που δεν θα καταστρέψει τις πρωτεΐνες, αλλά θα κάνει τους μικροοργανισμούς να χάσουν τη ζωτικότητά τους.
σι. Για τον ίδιο λόγο, τα πτητικά συστατικά, τα θρεπτικά συστατικά, το άρωμα και η γεύση στο υλικό χάνονται ελάχιστα.
ντο. Κατά τη διαδικασία αφυδάτωσης σε χαμηλή θερμοκρασία, η μικροβιακή ανάπτυξη και τα ένζυμα δύσκολα μπορούν να παίξουν ρόλο και οι αρχικές ιδιότητες του υλικού διατηρούνται.
ρε. Μετά την αφυδάτωση, ο όγκος και το σχήμα του υλικού δεν αλλάζουν και το τελικό προϊόν είναι σπογγώδες και δεν συρρικνώνεται. Όταν επανυδατώνεται, λόγω της μεγάλης αποτελεσματικής περιοχής επαφής, επιστρέφει γρήγορα στην αρχική του κατάσταση.
μι. Αφυδάτωση υπό συνθήκες κενού, η περιεκτικότητα σε οξυγόνο είναι εξαιρετικά χαμηλή, προστατεύοντας το υλικό από την οξείδωση.
φά. Η ξήρανση υπό κενό μπορεί να αφαιρέσει το 95%-99,5% του νερού στο υλικό, κάνοντας το τελικό προϊόν να έχει μεγάλη διάρκεια ζωής.
