بررسی فرآیند خشک کن انجمادی

بررسی فرآیند خشک کن انجمادی

دستگاه خشک کن انجمادی به منظور آبزدایی مواد حساس به حرارت در صنایع مختلفی مانند صنایع دارویی و صنایع غذایی کاربرد دارد. در بررسی فرآیند خشک کن انجمادی می توان به جنبه های مختلف آن پرداخت. که شامل مراحل زیر می شود:

مراحل مختلف فرآیند

تجهیزات خشک کن انجمادی
عوامل موثر بر سرعت تصعید
علایم نشان دهنده کیفیت محصول
پدیده های ویژه در زمان خشک شدن
انتقال جرم در مواد متخلخل

خشک کن انجمادی چیست

مکانیسم خشک کن انجمادی، تصعیدی است. از این رو که برای خشک کردن مواد حساس به حرارت در فشار و دمای عملیاتی کمتر از نقطه سه گانه آب استفاده می شود.
فرآیند خشک کن انجمادی به عنوان یک فرآیند مهم صنعتی به شمار می رود که برای خشک کردن مواد با ارزش استفاده می شود. از این فرآین درد صنایع مختلف مانند صنایع پزشکی، داروسازی، غذایی، بیولوژیکی و شیمیایی توسعه زیادی یافته است.

مزایای فرآیند خشک کن انجمادی

از مزیت های اصلی خشک کن انجمادی در صنایع مختلف می توان به افزایش کیفیت محصول، افزایش زمان نگهداری فرآورده های کم ثبات و فساد پذیر، انقباض کمتر و حفظ رنگ محصول، طعم، بافت و ترکیبات فرار محصول و همچنین محصول متخلخل تر اشاره کرد.
اما از اصلی ترین عیب این روش می توان به هزینه بالای انرژی آن اشاره کرد.

اجزای خشک کن انجمادی

خشک کن انجمادی دارای اجزای داخلی می باشد که در شرایط عملیاتی خلا کار می کند. از این اجزا می توان به موارد زیر اشاره نمود:

• اتاقک خشک کن
• سیستم انتقال حرارت
• کندانسور
• پمپ خلا،
• سیستم گرمایش و سرمایش
• شیر جدا کننده اتاقک خشک کن و محفظه کندانسور
• مسیر جریان بخار آب برای یخ زدایی از سطح کندانسور
• ظروف جمع آوری آب حاصل از یخ زدایی
• مسیری برای خروج آب و...

مراحل مختلف فرآیند خشک کن انجمادی

• مرحله انجماد
• خشک کردن اولیه
• خشک کردن ثانویه

مرحله انجماد

برای انجماد محصول از روش های مختلف استفاده می شود. انجماد را می توان در فریزر، حمام سرد یا روی یک قفسه در خشک کن انجمادی انجام داد. خشک کن انجمادی مواد را در زیر نقطه سه گانه خود خنک می کند تا اطمینان حاصل کند که تصعید به جای ذوب شدن اتفاق می افتد. این فرم فیزیکی مواد را حفظ می کند. دستگاه خشک کن انجمادی به راحتی بلورهای بزرگ یخ را خشک می کند. که با انجماد آهسته یا حرارت می توانند تولید شوند.

خشک کردن اولیه

در مرحله خشک کردن اولیه از تصعید استفاده می شود. که در آن فشار کم می شود و گرما به آن افزوده می گردد، تا آب تبخیر شود. خلاء سرعت خشک کردن را زیاد می کند. کندانسور سرد کننده یخچال فریزر باعث می شود. سطح آن بخار آب چسبیده و جامد شود. کندانسور همچنین از پمپ خلاء در برابر بخار آب محافظت می کند در این مرحله حدود نود و پنج درصد از آب موجود در مواد حذف می شود.

خشک کردن ثانویه

در این مرحله مولکول های آب یونی محدود شده حذف می شوند. مواد خشک شده توسط یخ سازه متخلخل را حفظ می کنند. پس از اتمام کار خشک کن انجمادی خلا را می توان با گاز بی اثر از آب بندی مواد از بین برد.

روشی نوآورانه برای حفظ کیفیت مواد

به صورت کلی می توان گفت خشک کن انجمادی فرآیندی است که در طی آن ماده‌ای را منجمد می‌کنند و سپس با کاهش فشار سامانه، آب منجمد درون ماده مورد نظر را به‌طور مستقیم به بخار تبدیل می‌کنند. از این فرآیند برای افزایش مدت نگه‌داری مواد غذایی و دارویی و هم‌چنین آسان کردن حمل و نقل آن‌ها بهره می ‌برند.