Apa itu pengeringan beku?
Apa itu pengeringan beku?
Pengeringan beku (juga dikenal sebagai lyophilisasi) adalah proses penghilangan air yang biasanya digunakan untuk melestarikan bahan yang mudah rusak, dengan tujuan memperpanjang umur simpan mereka dan\/atau mempersiapkan mereka untuk transportasi. Membekukan pengeringan dengan membekukan bahan, kemudian mengurangi tekanan dan menambahkan panas untuk memungkinkan air beku dalam bahan berubah langsung ke uap (sublimat).
Bagaimana cara kerja pengeringan pembekuan?
Pengeringan beku terjadi dalam tiga fase:
Pembekuan
Pengeringan primer (sublimasi)
Pengeringan sekunder (adsorpsi)
Pengeringan beku yang tepat dapat mengurangi waktu pengeringan hingga 30%
Fase pembekuan
Pembekuan adalah fase paling kritis dari pengeringan pembekuan, dan ada banyak metode untuk itu. Pembekuan dapat dilakukan dalam freezer, mandi dingin (freezer shell) atau di rak di pengering beku. Mendinginkan material di bawah titik tiga memastikan bahwa sublimasi, bukannya mencair, akan terjadi. Ini mempertahankan bentuk fisiknya.
Pengeringan beku paling mudah dicapai menggunakan kristal es besar, yang dapat diproduksi dengan pembekuan atau anil yang lambat. Namun, dengan bahan biologis, ketika kristal terlalu besar mereka dapat merusak dinding sel, dan itu mengarah pada hasil pengeringan pembekuan yang kurang ideal. Untuk mencegah hal ini, pembekuan dilakukan dengan cepat. Untuk bahan yang cenderung mengendap, anil dapat digunakan. Proses ini melibatkan pembekuan cepat, kemudian menaikkan suhu produk untuk memungkinkan kristal tumbuh.
Fase Pengeringan Primer (Sublimasi)
Fase kedua pengeringan beku adalah pengeringan primer (sublimasi), di mana tekanan diturunkan dan panas ditambahkan ke material agar air menjadi sublimat. Sublimasi Kecepatan Kekosongan. Kondensor dingin menyediakan permukaan untuk uap air untuk menempel dan memadat. Kondensor juga melindungi pompa vakum dari uap air. Sekitar 95% air dalam material dihilangkan dalam fase ini. Pengeringan primer bisa menjadi proses yang lambat. Terlalu banyak panas dapat mengubah struktur material.
Fase pengeringan sekunder (adsorpsi)
Fase akhir pengeringan beku adalah pengeringan sekunder (adsorpsi), di mana molekul air terikat secara ion dihilangkan. Dengan menaikkan suhu lebih tinggi dari pada fase pengeringan primer, ikatan dipecah antara material dan molekul air. Bahan kering beku mempertahankan struktur berpori. Setelah proses pengeringan beku selesai, ruang hampa dapat dipecah dengan gas inert sebelum bahan disegel. Sebagian besar bahan dapat dikeringkan ke 1-5% kelembaban residual.
Masalah yang harus dihindari selama pengeringan pembekuan
Memanaskan produk yang terlalu tinggi pada suhu dapat menyebabkan keruntuhan lekukan atau keruntuhan produk
Kelebihan kondensor yang disebabkan oleh terlalu banyak uap yang mengenai kondensor.
Terlalu banyak penciptaan uap
Terlalu banyak area permukaan
Area kondensor yang terlalu kecil
Pendinginan yang tidak mencukupi
Vapor Choking - Uap diproduksi pada tingkat yang lebih cepat daripada yang bisa melewati port uap, port antara ruang produk dan kondensor, menciptakan peningkatan tekanan ruang.
Istilah pengeringan beku penting
Berikut adalah beberapa istilah pengeringan pembekuan yang penting. Untuk daftar yang komprehensif, lihat halaman Terminologi Pengeringan Beku kami.
Titik eutektik atau suhu eutektik
Adalah titik di mana produk hanya ada dalam fase padat, mewakili suhu leleh minimum. Tidak semua produk memiliki titik eutektik atau mungkin ada beberapa titik eutektik.
Suhu kritis
Selama pengeringan beku, suhu maksimum produk sebelum kualitasnya menurun dengan meleleh atau runtuh.
