فریز درایر چیست؟

فریز درایر و لیوفیلیزر اسامی مترادف برای تجهیزات مشابه هستند. فرآیند آبگیری و حذف رطوبت از مواد غذایی، میوه و سبزیجات و همچنین در عملیات داروسازی از بهترین راهکارها برای جلوگیری از فاسد شدن و همچنین کمک به کاهش وزن و جا به جایی آسان آنها می باشد.

فریز درایر (freeze-drying) یکی از تجهیزات مورد استفاده در این زمینه می باشد که برای حذف رطوبت ترکیبی از انجماد و تصعید را پیاده سازی می کند. این شیوه برای اولین بار در سال 1906 در فرانسه توسط آرسن دارسونوال و فردریک برداس ارائه گردید و در نهایت دانی هریس در سال 1911 تغییراتی در آن ایجاد نمود.

به مرور دستگاه های فریز درایر با تغییر و تحول زیادی مواجه شده و در حال حاضر انواع مختلفی از آنها در صنایع مختلف مورد استفاده قرار میگیرد. فریز درایر، فرآیند حذف آب را با اهداف زیر انجام می دهد:

1- حفظ مواد فاسد شونده.

2-افزایش عمر مفید.

3-راحت تر ساختن مواد برای حمل و نقل.

این دستگاه ها با فریز کردن مواد کار می کنند.

با کاهش فشار و اضافه کردن گرما، آب یخ زده موجود در مواد تصعید می شود.

برای خرید فریز درایر آزمایشگاهی روی لیست قیمت کلیک کنید.

 مراحل اصلی دستگاه فریزدرایر :

فریز درایر در سه مرحله کار می کند. اولین و مهمترین مرحله آن فریز شدن است.

• مواد غذایی و دارویی در داخل دستگاه قرار گرفته و با کاهش دما به صورت کامل انجماد انجام میشود.
• انجماد مواد غذایی در این مرحله توسط حمام سرد یا فریزر انجام شده و دمای کمتر از نقطه سه گانه کاهش پیدا خواهد کرد.
• پس از یخ زدگی کامل و انجماد این مواد، به منظور آبگیری به صورت ناگهانی فشار هوا تا حد زیادی کاهش پیدا نموده و به ماده دما و گرما داده شده و باعث میشود تا آب موجود در مواد غذایی از حالت جامد به بخار تبدیل شود.
• به عبارت دیگر، در این مرحله فرآیند تصعید انجام میشود.
• به دلیل حفظ ساختار ماده در این مرحله افزایش دما به کندی انجام میشود و در نهایت باعث میشود تا 95 درصد رطوبت موجود در ماده حذف گردد، این مرحله اصطلاحاٌ خشک کردن اولیه نامیده میشود.
• آخرین گام در عملکرد فریز درایر، خشک کردن ثانویه می باشد که در آن تلاش میشود تا با افزایش درجه حرارت، پیوند یونی مولکول های آب باقی مانده در ماده شکسته شود.
• در این مرحله تنها 1 تا 5 درصد از رطوبت در ماده باقی مانده و مابقی حذف میشوند، در نهایت به کمک گازهای بی اثر خلا از بین میرود و ماده خشک شده ساختاری متخلخل خواهد داشت.

ماده غذایی یا دارویی پس از پشت سرگذاشتن این سه مرحله در فریز درایر، ساختاری متخلل با رطوبت بسیار کم خواهد داشت. لازم به ذکر است که متخلخل بودن ساختار این مواد شرایطی را فراهم می کند تا جذب دوباره آب در آن به آسانی صورت گیرد و رنگ و طعم و تازگی آنها نیز بدون تغییر حفظ شود. خشک کردن مناسب یخ می تواند 30٪ زمان خشک شدن را کاهش دهد.

فاز انجماد

فریز درایر ها از روش های مختلفی برای فریز کردن محصول استفاده می کنند. انجماد می تواند در فریزر، حمام سرد  یا روی یک قفسه در خشک کن فریزر انجام شود.

فریز درایر مواد را در زیر نقطه سه گانه خود فریز می کند تا اطمینان حاصل کند که تصعید به جای ذوب شدن انجام می شود. این باعث حفظ فرم فیزیکی مواد می شود.

اگر فرآیند یخ زدن به آهستگی انجام شود، بلورهای بزرگ یخ تشکیل می شوند. در مواد بیولوژیکی، کریستال های بزرگ باعث شکستن دیواره سلولی شده و باعث ایجاد اختلال در فرآیند خشک شدن می گردد.

برای جلوگیری از این امر، انجماد به سرعت انجام می شود. برای موادی که رسوب می کنند می توان از آنیل سازی استفاده کرد. این فرایند شامل انجماد سریع و سپس بالا بردن دمای محصول است تا رشد کریستالها امکان پذیر شود.

مرحله خشک کردن اولیه (تصعید)

مرحله دوم خشک کردن اولیه و یا همان تصعید است که ابتدا با کاهش فشار و سپس با افزایش دما، آب یخ زده در محصول تصعید می شود. پمپ خلاء سرعت این فرآیند را سرعت می بخشد.

كندانسور سرد كننده یخچال فریزر سطحی را برای چسبیدن و متبلور شدن بخار آب فراهم می کند. همچنین کندانسور از پمپ خلاء در برابر بخار آب محافظت می کند. در این مرحله حدود 95٪ از آب موجود در مواد حذف می شود. خشک کردن اولیه می تواند یک پروسه کند باشد. گرمای بیش از حد می تواند ساختار مواد را تغییر دهد.

مرحله خشک شدن ثانویه (جذب)

مرحله آخر خشک شدن ثانویه (جذب) است که طی آن مولکول های آب با پیوند درونی با ماده حذف می شوند. با بالا بردن درجه حرارت بالاتر از مرحله خشک کردن اولیه، پیوندها بین مواد و مولکول های آب شکسته می شوند.

مواد در این مرحله ساختار متخلخل خود را حفظ می کنند. پس از اتمام کار دستگاه، خلاء را می توان با گاز بی اثر، قبل از بسته بندی مواد، شکست. بیشتر مواد را می توان تا رطوبت 1-5٪ باقیمانده خشک کرد.

مشکلاتی که باید هنگام استفاده از فریز درایر از آن جلوگیری کنید:

1-گرم کردن محصول در دمای بیش از حد بسیار زیاد، می تواند باعث ذوب شدن یا فروپاشی محصول شود.

2-بخار آب اضافی باعث ایجاد فشار به سطح کندانسور می شود.

3-خفگی بخار : بخار با سرعتی سریعتر از آنچه که می تواند از طریق خروجی بخار، بین محفظه محصول و کندانسور خارج شود، تولید می شود. این امر باعث افزایش فشار محفظه می شود.

کاربردهای فریز درایر

از خشک کردن انجمادی در صنایع داروسازی و بیوتکنولوژی، ناسا، صنایع غذایی و صنعت فناوری استفاده می شود.

فواید استفاده از خشک کن انجمادی

خشک کردن انجمادی  به دلیل حفظ کیفیت، به عنوان روش بهینه برای حذف آب مورد توجه قرار می گیرد. در این روش خصوصیات محصول غذایی مانند عطر، هیدراتاسیون در مقایسه با غذاهای خشک شده با استفاده از تکنیک های دیگر بطور چشمگیری بالاتر است.

فرمت ماندگاری

طول عمر مفید نتیجه ی پردازش مواد در درجه حرارت پایین می باشد. در این شرایط ، واکنش هایی نظیر فعالیت آنزیم ها و یا دناتوراسیون پروتئین ها به حداقل می رسد. با خشک شدن درست، محصول به درستی بسته بندی شده و در شرایط ذخیره سازی ایده آل قرار می گیرد.

آبرسانی مجدد

اگر یک محصول خشک شده به راحتی و یا کاملاً هیدراته نشود ، از کیفیت پایین تری برخوردار است. از آنجا که محصول نهایی یخ زده متخلخل است، می توان هیدراتاسیون مجدد کامل را در مواد غذایی ایجاد کرد. این نشان دهنده کیفیت بیشتر محصول است و باعث می شود برای وعده های غذایی فوری آماده باشند.

برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد قیمت انواع یخچال آزمایشگاهی، فریزر آزمایشگاهی و یخچال بانک خون صفحه لیست قیمت یخچال و فریزر آزمایشگاهی مراجعه کنید.

برای مشاوره و اطلاعات بیشتر جهت خرید فریز درایر لطفا با کارشناسان هلدینگ KTG ما تماس بگیرید.

منبع: هلدینگ KTG

مقاله: فریز درایر چیست؟