فریزدرایینگ

یکی از فرایندهای مهم در صنایع دارویی ٬ غذایی ٬ نظامی و … استفاده از تکنیک خشک کردن انجمادی تحت خلاء یا به عبارتی  فریزدرایینگ یا لیوفیلیزاسیون میباشد . دو واژه فریزدرایینگ Freeze Drying  و لیوفیلیزاسیون Lyophilization دارای معانی یکسان بوده و مترادف یکدیگر میباشند  فقط اینکه اولی در زبان انگلیسی و دومی به زبان فرانسوی میباشد .

به منظور افزایش زمان ماندگاری مواد و فرآورده های حساس به رطوبت از طریق حذف آب ٬ در صنایع دارویی – بیولوژیکی ٬ نظامی ٬ غذایی و … کاربرد فراوانی دارد . خشک کردن انجمادی در واقع حذف آب از محصول از طریق انجماد٬ کاهش فشار (خلاء) و افزایش دما (به منظور تصعید شدن حلال ) صورت می پذیرد.

فريزدراير

مراحل اجرای خشک کردن انجمادی (Freeze Drying & Lyophilization)

1- انجماد

2- خشک کردن اولیه یا Primary Drying

3- خشک کردن ثانویه یا Secondary Drying

مرحله انجماد  یا فاز انجماد :

به جرات میتوان گفت مرحله انجماد اولین و مهم ترین مرحله از فرایند حذف آب از فراورده میباشد . انجماد صحیح می تواند زمان فریزینگ را  تا حدود سی درصد 30٪ کاهش و کیفیت فرآورده را به طور قابل توجهی افزایش دهد . شاید از نظر شما خواننده گرامی این یک جمله معمولی و عادی باشد اما این جمله حاصل پانزده سال کار عملی ما در حوزه فریزدرایینگ و کار با دستگاههای فریزدرایر است .

خشک کردن انجمادی

در طی سالها فعالیت در زمینه فریزدرایینگ و لیوفیلیزاسیون ٬ محصولات مختلفی در فرآیند خشک شدن دچار مشکل و خرابی شدند که با تحلیل و بررسی آنها به ریشه اصلی خرابی پی بردیم  . اینکه مرحله انجماد به عنوان مهمترین مرحله فرایند معرفی میگردد به این خاطر است که تمام موارد تئوری گفته شده در کتابها و مقالات به صورت عملی و واقعی در مقیاس صنعتی مورد تحلیل و آزمایش قرار گرفته است . بنابراین با علم به کلیدی بودن انجماد در پروسه لیوفیلیزاسیون ٬ به خواندن مقاله ادامه میدهیم .

برای انجماد یک ماده یا فرآورده ٬ راههای مختلفی وجود دارد . بعنوان مثال این کار میتواند از طریق حمام سرد یا فریزر یا استفاده از شلفهای یک فریزدرایر انجام پذیرد .  در این قسمت از مقاله برخی از تعارف کلیدی که در پروسه فریزدرایینگ کاربرد دارد را بیان میکنیم .

تعریف انجماد : وقتی یک مایع را به اندازه ی کافی سرد کنیم به جامدتبدیل می شود . تبدیل شدن ، ماده از حالت مایع به جامد راانجمادمی گوئیم،عمل انجماد دقیقاً عکس عمل ذوب است .

تعریف تصعید : زمانیکه یک جسم جامد مثل یخ ٬ مستقیما به گاز یا بخار تبدیل شود را تصعید میگویند .

تعریف چگالش : در صورتیکه بخار یا گاز  مستقیما به جامد تبدیل شود چگالش صورت گرفته است .

 

فاز انجماد
روش های مختلفی برای منجمد کردن ماده وجود دارد. این فرایند می تواند به کمک فریزر یا حمام سرد انجام شود و یا بر روی شلف های یک فریز درایر. سرد کردن ماده تا زیر نقطه سه گانه آن، این اطمینان را ایجاد می کند که در مرحله های بعدی، به جای تصعید، ذوب و تبخیر رخ نخواهد داد و در واقع، باعث می شود که ماده فرم فیزیکی خود را حفظ کند.
بلورهای بزرگتر، سریع تر فریز درای می شوند. توجه داشته باشید که انجماد آرام یا annealing منجر به تولید بلورهای بزرگتر می شوند. در مورد مواد بیولوژیک، در صورتی که بلورها خیلی بزرگ باشند، می توانند منجر به شکسته شدن دیواره سلول ها شده و نتایج نا مطلوبی ایجاد نمایند. برای جلوگیری از این اتفاق، ممکن است ناچار بود که انجماد را به سرعت انجام داد و از تشکیل بلورهای درشت جلوگیری نمود. برای موادی که میل شدیدی به رسوب دارند، می توان از annealing استفده کرد. به این صورت که ماده را به سرعت منجمد نمود و سپس، دمای آن را کمی افزایش داد تا بلورها رشد نمایند.

اسکرول به بالا