EN
En av de mest avancerade konserveringsmetoderna är lyofilisering, även kallad frystorkning. Lyofilisering skiljer sig från den konventionella torkningsmetoden, som använder värme för att förånga vattnet, genom att först frysa produkten och sedan sublimera isen, dvs. omvandla frusen vatten direkt till ånga utan att gå igenom en vätskefas. Denna mild behandling bevarar produktens ursprungliga struktur, färg, näringsvärde och smak utan behov av kylning under flera år. Vid Jiangsu Bolaike Refrigeration Science and Technology Development Co., Ltd har vi utvecklat lyofiliseringsutrustning i mer än 20 år. Nedan följer en stegvis beskrivning av hur lyofilisering fungerar.
1. Frysningssteget: Omvandling av fukt till fast is
Fryst är det första steget i lyofiliseringsprocessen. Kylsystemet sänker produkten genom att snabbt sänka vakuumkammarens temperatur till en temperatur lägre än produkten eutektiska temperatur, vanligtvis till en temperatur på -40 o °C eller lägre. All fukt i produkten kommer att befinna sig i fast iskristaller vid denna temperatur. Frystaktens hastighet och enhetlighet är viktiga. Långsam fryst bildar stora iskristaller som kan förstöra cellväggar och lämna en ojämn, svampartad struktur. Snabb, enhetlig fryst skapar små iskristaller som bevarar den ursprungliga cellulära strukturen hos produkterna. Lyofilisatorerna från Jiangsu Bolaike har fördelen med högklassiga kylsystem som möjliggör en enhetlig fryst på alla hyllor, vilket ger högkvalitativa resultat vid varje batch. Tiden som tillbringas i detta steg är vanligtvis 1 -4 timmar, beroende på produkten vatteninnehåll och batchstorlek.
2. Primär torkning (Sublimation): Avlägsna is under vakuum
När produkten är fullständigt fryst sätts vakuumpannan i gång och trycket sänks till nästan vakuum (nära 100 Pa). Hyllorna värms sedan upp. Den frysta vattnet (is) sublimerar under dessa låga tryckförhållanden, det vill säga det omvandlas direkt till vattenånga utan att smälta. Vakuumsystemet suger bort ångan från kammaren och kondenserar den på de kalla kondensatorspolen (ännu kallare än produkten, vanligtvis -50 o C till -85 o C). De flesta av fuktinnehållet, vanligtvis 90–95 % av det totala vatteninnehållet, avlägsnas i denna primära torkningsfas. Produkten krymper inte, förhårdas inte eller förlorar sin struktur eftersom det inte finns något flytande vatten. Temperaturen och trycket i Jiangsu Bolaikes system kontrolleras strikt för att uppnå bästa möjliga sublimationshastighet utan att produkten smälter. Primär torkning är den längsta processen och kan ta upp till 12 -24 timmar.
3. Sekundär Torkning (Desorption): Avlägsnande av bundet vatten
Efter den initiala torkningen har slutprodukten fortfarande ett antal bundna vattenmolekyler som inte omvandlats till is. Dessa hålls kvar genom attraktionen mellan produktens fasta beståndsdelar och molekylerna. Vid sekundär torkning höjs lagertemperaturen (vanligtvis +20 o C till +50 o C) samtidigt som vakuum bibehålls. Den extra energin bryter bindningarna i molekylerna, och resten av vattnet kan avdunsta (desorberas) från produkten. Sekundärtorkningsprocessen minimerar den totala restfuktigheten till 1–4 % beroende på produkten. Det är denna extremt låga fuktighet som gör att liofiliserade produkter har en imponerande lagringstid på 20–30 år utan konserveringsmedel. Den normala torkningstiden i den sekundära fasen är 4 -8 timmar. De programmerbara logikstyrningssystemen (PLC) från Jiangsu Bolaike har en automatisk växling från primär till sekundär torkning baserat på temperatur- och tryckindikatorer för produkten, för att säkerställa samma produktion utan operatörens ingripande.
4. Kondensator och vakuumssystem: Stöd för sublimering
Lyofilisering är möjlig med hjälp av två stödsystem. Kondensorn, en serie kalla slingor inom en sekundär kammare, drivs också av kylsystemet. Temperaturen i kondensorn hålls nere på -40 o C till -85 o C ännu lägre än produkten. När vattenångan lämnar produktkammaren omvandlas den omedelbart till is på kondensatorspolen. Kondensatorn förhindrar att vattenångan når vakuumpannan och förstör den. Vakuumsystemet (förvakuumpanna och/eller högvakuumpanna) används för att avlägsna icke-kondenserbara gaser (luft, kväve) i kammaren för att upprätthålla det låga trycket som krävs för sublimering. När cykeln är slutförd smälts isen och kondensatorn värms upp för att möjliggöra avtappning av vattnet. Jiangsu Bolaike utvecklar energieffektiva vakuum- och kondensatorsystem som förkortar cykeltiden och minskar elanvändningen. Varmgasavfrostning har också införts i våra industriella lyofilisatorer för att möjliggöra snabbare återställning av kondensatorn mellan partier.
Slutsats
Lyofilisering sker i tre steg: fryst (omvandling av fukt till is), primär torkning (avdunstning av is i vakuum) och sekundär torkning (borttagning av bunden vatten). Vattenånga fångas upp av kondensorn och lågt tryck säkerställs av vakuumsystemet. Denna naturliga och icke-invasiva process bevarar färg, näringsämnen och smak i flera decennier utan behov av kyling. Jiangsu Bolaike har mer än 20 års erfarenhet, är certifierad enligt ISO9001 och CE samt har 56+ nationella patent och tillverkar lyofilisatorer för hushåll, laboratorier, läkemedelsindustrin och livsmedelssektorn. Kontakta oss för mer information eller boka en fabriksbesök i Changzhou, Kina.