लाइओफिलाइज़ेशन कैसे कार्य करता है?

संरक्षण की सबसे उन्नत विधियों में से एक लायोफिलाइज़ेशन है, जिसे फ्रीज-ड्रायिंग भी कहा जाता है। पारंपरिक शुष्कन विधि के विपरीत, जिसमें जल को वाष्पित करने के लिए ऊष्मा का उपयोग किया जाता है, लायोफिलाइज़ेशन में सर्वप्रथम उत्पाद को जमाया जाता है और फिर बर्फ का उर्ध्वपातन किया जाता है, अर्थात् जमे हुए जल को सीधे वाष्प में परिवर्तित कर दिया जाता है, बिना द्रव अवस्था से गुजरे। यह मृदु उपचार वर्षों तक शीतलन के बिना भी उत्पाद की मूल संरचना, रंग, पोषण मूल्य और स्वाद को बनाए रखता है। जियांगसू बोलाइके रेफ्रिजरेशन साइंस एंड टेक्नोलॉजी डेवलपमेंट कं., लिमिटेड में हमने लायोफिलाइज़ेशन उपकरणों का विकास 20 वर्षों से अधिक समय से किया है। नीचे लायोफिलाइज़ेशन की कार्यप्रणाली का चरणबद्ध वर्णन दिया गया है।

1. जमाने की अवस्था: नमी को ठोस बर्फ में परिवर्तित करना

हिमीकरण लायोफिलाइजेशन प्रक्रिया का प्रारंभिक चरण है। शीतलन प्रणाली निर्वात कक्ष के तापमान को उत्पाद के यूटेक्टिक तापमान से कम तापमान तक तेज़ी से कम करके उत्पाद को ठंडा करती है, आमतौर पर -40 ^ओ °C या उससे कम तापमान तक। इस तापमान पर उत्पाद में उपस्थित समस्त नमी ठोस बर्फ के क्रिस्टल के रूप में होगी। हिमीकरण की गति और एकरूपता महत्वपूर्ण हैं। धीमा हिमीकरण बड़े बर्फ के क्रिस्टल बनाता है, जो कोशिका भित्तियों को नष्ट कर सकते हैं और एक खुरदुरी, स्पंजी बनावट छोड़ सकते हैं। तीव्र और एकरूप हिमीकरण छोटे बर्फ के क्रिस्टल बनाता है, जो उत्पादों की मूल कोशिकीय संरचना को बनाए रखते हैं। जियांगसू बोलाइके के लायोफिलाइज़र्स में उच्च-स्तरीय शीतलन प्रणालियों का लाभ है, जो सभी शेल्फ़ों पर हिमीकरण की एकरूपता सुनिश्चित करती है और प्रत्येक बैच के लिए उच्च गुणवत्ता वाले परिणाम प्रदान करती है। इस चरण में व्यतीत समय आमतौर पर उत्पाद की जल सामग्री और बैच के आकार के आधार पर 1 -4 घंटे होता है।

2. प्राथमिक शुष्कन (उर्ध्वपातन): निर्वात के अंतर्गत बर्फ को हटाना

जब उत्पाद पूरी तरह से जम जाता है, तो वैक्यूम पंप को चालू किया जाता है और दबाव लगभग वैक्यूम (लगभग 100 पास्कल) तक कम कर दिया जाता है। इसके बाद शेल्फ़ को गर्म किया जाता है। इन कम दबाव की स्थितियों में जमी हुई जल (बर्फ) उर्ध्वपातित हो जाती है, अर्थात् यह सीधे जल वाष्प में परिवर्तित हो जाती है, इसका पिघलना नहीं होता है। वैक्यूम प्रणाली इस वाष्प को कक्ष से बाहर निकालती है और इसे ठंडी कंडेनसर कुंडलियों पर संघनित कर देती है (जो उत्पाद से भी अधिक ठंडी होती हैं, आमतौर पर -50 ^ओ °C से -85 ^ओ °C)। इस प्राथमिक शुष्कन चरण में अधिकांश नमी, आमतौर पर कुल जल सामग्री का 90-95%, हटा दी जाती है। उत्पाद सिकुड़ता नहीं है, कठोर नहीं होता है या अपनी संरचना नहीं खोता है, क्योंकि इसमें कोई द्रव जल नहीं होता है। जियांगसू बोलाइके की प्रणालियों के तापमान और दबाव को उत्पाद को पिघलाए बिना उर्ध्वपातन की सर्वोत्तम गति प्राप्त करने के लिए कड़ाई से नियंत्रित किया जाता है। प्राथमिक शुष्कन सबसे लंबा प्रक्रिया है, जो 12 -से 24 घंटे तक ले सकती है।

3. द्वितीयक सुखाना (अधिशोषण): आबद्ध जल को हटाना

प्रारंभिक शुष्कन के बाद, अंतिम उत्पाद में अभी भी कई जल अणु जुड़े होते हैं जो बर्फ में परिवर्तित नहीं हुए हैं। ये अणु उत्पाद के ठोस घटकों द्वारा आकर्षित होकर बने रहते हैं। द्वितीयक शुष्कन के दौरान शेल्फ़ का तापमान बढ़ाया जाता है (आमतौर पर +20 ^ओ °C से +50 ^ओ °C) और निर्वात स्थिति बनाए रखी जाती है। इस अतिरिक्त ऊर्जा के कारण अणुओं में मौजूद बंधन टूट जाते हैं, और शेष जल को उत्पाद से वाष्पित (अवशोषण के विपरीत) किया जा सकता है। द्वितीयक शुष्कन प्रक्रिया उत्पाद के आधार पर कुल अवशेष आर्द्रता को 1-4% तक कम कर देती है। यह अत्यंत कम आर्द्रता सामग्री ही लायोफिलाइज़्ड उत्पादों को रोकथामक रसायनों के बिना ही शानदार 20-30 वर्ष की शेल्फ़ लाइफ़ प्रदान करती है। द्वितीयक चरण में शुष्कन की सामान्य अवधि 4 -8 घंटे होती है। जियांगसू बोलाइके के प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर्स (PLCs) में उत्पाद के तापमान और दाब संकेतकों के आधार पर प्राथमिक शुष्कन से द्वितीयक शुष्कन में स्वचालित स्विचिंग की सुविधा है, जिससे ऑपरेटर हस्तक्षेप के बिना भी समान उत्पादन बनाए रखा जा सकता है।

4. यह संघनीकरणी और वैक्यूम प्रणालियाँ: सब्लिमेशन का समर्थन

लायोफिलाइज़ेशन दो सहायक प्रणालियों की सहायता से संभव है। कंडेनसर, जो एक द्वितीयक कक्ष के भीतर ठंडी कुंडलियों की एक श्रृंखला है, को भी रेफ्रिजरेशन प्रणाली द्वारा संचालित किया जाता है। कंडेनसर में तापमान -40 तक बनाए रखा जाता है ^ओ °C से -85 ^ओ उत्पाद की तुलना में भी कम तापमान पर, जब जलवाष्प उत्पाद कक्ष से बाहर निकलती है, तो वह तुरंत संघनित्र कुंडलियों पर बर्फ में परिवर्तित हो जाती है। संघनित्र जलवाष्प को निर्वात पंप तक पहुँचने और उसे नष्ट करने की अनुमति नहीं देता है। निर्वात प्रणाली (प्रारंभिक पंप और/या उच्च निर्वात पंप) का उपयोग कक्ष में गैर-संघननशील गैसों (वायु, नाइट्रोजन) को हटाने के लिए किया जाता है, ताकि ऊर्ध्वपातन के लिए आवश्यक निम्न दाब को बनाए रखा जा सके। जब चक्र पूरा हो जाता है, तो बर्फ को पिघलाया जाता है और संघनित्र को ड्रेन करने के लिए गर्म किया जाता है। जियांगसू बोलाइके ऊर्जा-दक्ष निर्वात और संघनित्र प्रणालियों का विकास करता है, जो चक्र समय और विद्युत उपयोग को कम करती हैं। हमारे औद्योगिक लायोफिलाइज़र्स में गर्म गैस डिफ्रॉस्ट का भी उपयोग किया जाता है, ताकि बैचों के बीच संघनित्र की पुनर्प्राप्ति तेज़ की जा सके।

निष्कर्ष

लाइओफिलाइज़ेशन तीन चरणों में होता है: जमाव (नमी को बर्फ में परिवर्तित करना), प्राथमिक शुष्कन (बर्फ का निर्वात में वाष्पीकरण), और द्वितीयक शुष्कन (आबद्ध जल का निकास)। जल वाष्प को कंडेनसर द्वारा पकड़ा जाता है और निर्वात प्रणाली द्वारा कम दबाव सुनिश्चित किया जाता है। यह प्राकृतिक और अविवेकी प्रक्रिया रंग, पोषक तत्वों और स्वाद को दशकों तक शीतलन के बिना बनाए रखती है। जियांगसू बोलाइके को इस क्षेत्र में 20 वर्षों से अधिक का अनुभव है, यह ISO9001 और CE प्रमाणित है, इसके 56+ राष्ट्रीय पेटेंट हैं तथा यह घरेलू, प्रयोगशाला, फार्मास्यूटिकल और खाद्य क्षेत्रों के लिए लाइओफिलाइज़र्स का उत्पादन करता है। अधिक जानकारी प्राप्त करने या चांगझौ, चीन में कारखाने का दौरा करने के लिए हमें कॉल करें।