EN
Een van de meest geavanceerde conserveringsmethoden is lyofilisatie, ook wel gevriesdrooging genoemd. Lyofilisatie verschilt van de conventionele droogmethode, waarbij warmte wordt gebruikt om het water te verdampen: bij lyofilisatie wordt het product eerst bevroren en vervolgens wordt het ijs gesublimeerd, dat wil zeggen dat bevrozen water direct wordt omgezet in damp zonder via een vloeibare toestand te gaan. Deze milde behandeling behoudt de oorspronkelijke structuur, kleur, voedingswaarde en smaak van het product gedurende jaren, zelfs zonder koeling. Bij Jiangsu Bolaike Refrigeration Science and Technology Development Co., Ltd hebben wij meer dan 20 jaar ervaring met de ontwikkeling van lyofilisatie-apparatuur. Hieronder volgt een stapsgewijze beschrijving van de werking van lyofilisatie.
1. Het bevriezingsstadium: omzetten van vocht in vast ijs
Vriezen is de eerste stap in het lyofilisatieproces. Het koelsysteem koelt het product door de temperatuur in de vacuümkamer snel te verlagen tot onder de eutectische temperatuur van het product, meestal tot een temperatuur van -40 o °C of lager. Alle vocht in het product bevindt zich bij deze temperatuur in de vorm van vaste ijskristallen. De snelheid en uniformiteit van het vriesproces zijn belangrijk. Langzaam vriezen leidt tot grote ijskristallen die celwanden kunnen beschadigen, waardoor een ruwe, sponsachtige textuur ontstaat. Snel en uniform vriezen daarentegen leidt tot kleine ijskristallen die de oorspronkelijke celstructuur van het product behouden. De lyofilisatoren van Jiangsu Bolaike beschikken over geavanceerde koelsystemen die een consistente vriestemperatuur op alle planken mogelijk maken, wat bij elke partij een hoogwaardig resultaat oplevert. De duur van deze stap bedraagt doorgaans 1 -4 uur, afhankelijk van het watergehalte van het product en de partijgrootte.
2. Primaire droging (Sublimatie): Verwijderen van ijs onder vacuüm
Wanneer het product volledig is ingevroren, wordt de vacuümpomp ingeschakeld en wordt de druk verlaagd tot bijna vacuüm (ongeveer 100 Pa). Vervolgens worden de planken verwarmd. Het bevroren water (ijs) sublimeert onder deze lage-drukcondities, dat wil zeggen dat het direct wordt omgezet in watervaporisatie zonder te smelten. Het vacuümsysteem zuigt de damp uit de kamer en condenseert deze op de koude condensorspiralen (nog kouder dan het product, meestal -50 o C tot -85 o C). Het grootste deel van de vochtigheid, meestal 90-95% van het totale watergehalte, wordt tijdens deze primaire droogstap verwijderd. Het product krimpt niet, verhardt niet en verliest zijn structuur niet, omdat er geen vloeibaar water aanwezig is. De temperatuur en druk van de systemen van Jiangsu Bolaike worden streng geregeld om de optimale sublimatiesnelheid te bereiken zonder het product te doen smelten. Primaire droging is de langste stap en kan tot 12 -- 24 uur.
3. Secundair Drogen (Desorptie): Verwijderen van gebonden water
Na de initiële droging heeft het eindproduct nog steeds een aantal gebonden watermoleculen die niet zijn omgezet in ijs. Deze blijven behouden door de aantrekkingskracht van de vaste stoffen in het product op de moleculen. o C tot +50 o Bij de secundaire droging wordt de temperatuur van het rek (meestal +20 °C) verhoogd en wordt het vacuüm gehandhaafd. Deze extra energie breekt de bindingen in de moleculen, waardoor de resterende watermoleculen kunnen verdampen (desorberen) van het product. Het secundaire drogingsproces minimaliseert het totale restvochtgehalte tot 1–4%, afhankelijk van het product. Het is dit uiterst lage vochtgehalte dat lyofiliserede producten een spectaculaire houdbaarheid van 20–30 jaar geeft, zonder conserveringsmiddelen. De normale duur van de droging in de secundaire fase bedraagt 4–8 uur. -De programmeerbare logische besturingseenheden (PLC’s) van Jiangsu Bolaike schakelen automatisch over van primaire naar secundaire droging op basis van temperatuur- en drukindicatoren van het product, om een constante output te handhaven zonder ingrijpen van de operator.
4. De Condensator en vacuümsystemen: ondersteuning van sublimatie
Lyofilisatie is mogelijk met behulp van twee ondersteunende systemen. De condensor, een reeks koude spoelen binnen een secundaire ruimte, wordt eveneens aangestuurd door het koelsysteem. De temperatuur in de condensor wordt gehandhaafd op -40 o C tot -85 o C nog lager dan het product. Wanneer de waterdamp de productkamer verlaat, condenseert deze onmiddellijk tot ijs op de condensorspiralen. De condensor voorkomt dat de waterdamp de vacuümpomp bereikt en deze vernietigt. Het vacuümsysteem (voorvacuümpomp en/of hoogvacuümpomp) wordt gebruikt om niet-condenseerbare gassen (lucht, stikstof) uit de kamer te verwijderen, zodat de lage druk die vereist is voor sublimatie kan worden gehandhaafd. Nadat de cyclus is voltooid, wordt het ijs gesmolten en wordt de condensor verwarmd om het smeltwater af te voeren. Jiangsu Bolaike ontwikkelt energie-efficiënte vacuüm- en condensorsystemen die de cyclusduur en het elektriciteitsverbruik verkorten. Ook is warmegasontdooiing geïntroduceerd in onze industriële lyofilisatoren om een snellere condensorherstel tussen batches mogelijk te maken.
Conclusie
Lyofilisatie verloopt in drie stappen: invriezen (omzetting van vocht in ijs), primaire droging (verdamping van ijs onder vacuüm) en secundaire droging (verwijdering van gebonden water). Waterdamp wordt opgevangen door de condensor en een lage druk wordt gegarandeerd door het vacuümsysteem. Deze natuurlijke en niet-invasieve procedure behoudt kleur, voedingsstoffen en smaak gedurende tientallen jaren zonder koeling. Jiangsu Bolaike heeft meer dan 20 jaar ervaring, is gecertificeerd volgens ISO 9001 en CE, bezit meer dan 56 nationale octrooien en produceert lyofilisatoren voor huishoudelijk, laboratorium-, farmaceutisch en voedingsmiddelengebruik. Neem contact met ons op voor meer informatie of om een fabrieksbezoek te boeken in Changzhou, China.