Что такое сублимационная сушилка?

Лиофилизатор — также называемый сублимационным сушителем — удаляет влагу из продукта, который предварительно был заморожен. Внутри аппарата давление понижается, благодаря чему лед может выделяться из продукта преимущественно в виде пара, а не переходить обратно в жидкое состояние. Пар улавливается на холодном конденсаторе, а процесс сушки поддерживается за счет контролируемого нагрева.

Для чего нужен лиофилизатор?

Установка создает и регулирует условия, необходимые для сублимационной сушки. Она замораживает или принимает замороженную партию продукта, снижает давление в камере, подает на продукт контролируемое количество энергии и улавливает выделяющийся пар. Цель заключается не просто в том, чтобы высушить продукт. Процесс также должен сохранить свойства продукта, важные для его дальнейшего использования.

К таким характеристикам могут относиться структура, восстановление, внешний вид, остаточная влажность, стабильность или иные требования, обусловленные конкретным применением. Лиофилизатор не может гарантировать достижение какого-либо из этих результатов, исходя исключительно из размера камеры или температуры конденсатора. На конечный результат также влияют рецептура, загрузка, разработка цикла и упаковка.

Как работает сублимационная сушка

1. Замораживание

Перед первичной сушкой продукт подвергается замораживанию. Условия замораживания влияют на структуру льда и пути, по которым впоследствии пары покидают материал. В некоторых лиофилизаторах для замораживания используются регулируемые полки; в других технологических процессах применяется отдельное оборудование для предварительного замораживания.

2. Первичная сушка

Давление в камере снижается, и энергия подается контролируемым образом. Лед сублимируется, и пар движется в сторону более холодного конденсатора. Температура продукта должна оставаться в пределах диапазона, подходящего для его состава и структуры. Повышение температуры без учета особенностей продукта может привести к разрушению, таянию или другим повреждениям.

3. Вторичная сушка

После удаления большей части видимого льда в продукте может оставаться влага. В процессе вторичной сушки с помощью контролируемого давления и температуры осуществляется удаление этой остаточной влаги. Конечный показатель зависит от материала, его упаковки и предполагаемого назначения; его не следует копировать из данных по несвязанному продукту.

Основные узлы лиофилизатора

Типы лиофилизаторов

Личные сублимационные сушилки

Как правило, такие системы выбирают для приготовления партий пищи и выполнения бытовых работ. Покупателям следует учитывать не только количество лотков, но и такие факторы, как подготовка, вместимость лотков, вентиляция помещения, тепловыделение, уровень шума, отвод воды, уход за вакуумным насосом и упаковку.

Лабораторные лиофилизаторы

В лабораторных системах могут использоваться коллекторы, камеры, лотки или регулируемые полки. Выбор подходящего варианта зависит от типа образца, контейнера, уровня влажности, а также от того, ставится ли цель — базовая сушка или разработка технологического процесса.

Пилотные и промышленные лиофилизаторы

Для увеличения производственных мощностей недостаточно просто увеличить размер камеры. Необходимо комплексно учитывать схему загрузки, площадь полок, потребность в конденсаторе, перенос между циклами, инженерные коммуникации, очистку, ведение документации, доступ для технического обслуживания и планирование производства.

Какие продукты подвергаются сублимационной сушке?

Сублимационная сушка применяется для определенных пищевых продуктов и ингредиентов, лабораторных образцов, биологических материалов, рецептур и специальных материалов, в случаях, когда требуемый результат оправдывает применение данного процесса. Само по себе название области применения не является основанием для определения пригодности. Два продукта из одной и той же отрасли могут вести себя по-разному из-за различий в их составе, поведении при замораживании и структуре.

Продукты с высоким содержанием масла, жира, сахара или растворителей могут потребовать специальной оценки или оказаться несовместимыми со стандартной системой. При использовании органических растворителей требуется письменное подтверждение совместимости материалов, возможности рекуперации, защиты вакуумного насоса и безопасности на объекте. Не следует считать, что стандартная конфигурация на водной основе готова к работе с растворителями.

Лиофилизатор, морозильная камера и сушилка для продуктов

• Морозильная камера: снижает температуру продукта, но не удаляет влагу, необходимую для получения сухого продукта.
• Дегидратор: удаляет влагу в основном за счет нагретого движущегося воздуха и испарения.
• Лиофилизатор: работает с замороженным продуктом в вакууме и удаляет лёд преимущественно путём сублимации.

Эти методы позволяют получать разные структуры и требуют различного оборудования, технологических циклов и упаковки. Ни один из них не является автоматически оптимальным для любого продукта. См. подробную Сравнение лиофилизатора и дегидратора при выборе способа консервирования продуктов.

От чего зависят время и производительность сублимационной сушки?

Не существует достоверных универсальных показателей продолжительности цикла или “суточной производительности” для всех видов сырья. На фактическую производительность влияют такие факторы, как состав продукта, исходная влажность, глубина заполнения, тип емкости, схема загрузки, метод замораживания, предельные значения температуры продукта, нагрузка на конденсатор, эффективность вакуумной системы, а также процессы размораживания и очистки.

Номинальный объем камеры не соответствует фактической производительности по готовой продукции. В полноценном коммерческом предложении должны быть указаны предполагаемый материал, загрузка на партию, способ загрузки и цикличность работы. Неизвестные рецептуры необходимо протестировать до того, как давать гарантии по производственной производительности.

Безопасность пищевых продуктов и сроки годности

При применении в пищевой промышленности сублимационная сушка не является этапом, уничтожающим болезнетворные микроорганизмы. Требования к безопасному обращению, термической обработке, санитарным условиям и упаковке по-прежнему остаются в силе. Данная Просветительская служба Университета Миннесоты отмечает, что микроорганизмы могут пережить этот процесс и вновь активизироваться после добавления влаги.

Лиофилизатор также не гарантирует фиксированный срок хранения. На него влияют такие факторы, как остаточная влажность, барьерные свойства упаковки, целостность уплотнения, содержание кислорода, температура хранения, воздействие света, состав продукта и условия обращения с ним. Не следует переносить заявленные коммерческие сроки хранения на непроверенные продукты, изготовленные в домашних условиях или в промышленных масштабах.

Информация, которую необходимо подготовить перед запросом ценового предложения

• Наименование материала, состав и система растворителей.
• Начальная влажность или содержание твердых веществ.
• Нагрузка на одну партию и планируемое количество партий в день или в неделю.
• Лотки, ампулы, колбы, бутылки или наливная упаковка.
• Требуемые конечные показатели влажности, структуры, восстановления или стабильности.
• Текущий этап проекта: исследовательский, пилотный или производственный.
• Наличие инженерных сетей, напряжение, система охлаждения, водоотвод и место для установки.
• Требования к очистке, ведению документации, сигнализации, технологическим рецептам или валидации.

Часто задаваемые вопросы

Требуется ли вакуум для сублимационной сушки?

Да. Пониженное давление является ключевым элементом процесса, поскольку оно способствует сублимации и перемещению пара из замороженного продукта в конденсатор.

Можно ли в обычном морозильнике заморозить сухие продукты?

Нет. Морозильная камера может замораживать продукты, но она не обеспечивает контролируемый вакуум, улавливание паров и этапы сушки, характерные для лиофилизатора.

Означает ли более низкая температура конденсатора всегда более быструю сушку?

Нет. Температура конденсатора — это лишь одна из составляющих системы. На процесс также влияют сопротивление продукта, условия хранения, давление в камере, паровая нагрузка и конструкция оборудования.

Где покупателю следует сравнивать различные типы оборудования?

Используйте Руководство для покупателей сушилок для заморозки чтобы ознакомиться с подробными критериями отбора, либо ознакомьтесь с Линейка лиофилизаторов Lanphan когда будут готовы заявка и требования к партии.