LYOPHILIZATION – ในอวกาศและบนโลก

กระบวนการทางเทคโนโลยีที่ค่อนข้างซับซ้อนของการอบแห้งผลิตภัณฑ์, ซึ่งความชื้นจะถูกลบออกจากผลิตภัณฑ์แช่แข็งในสุญญากาศ, การข้ามกระบวนการทําให้เป็นของเหลวบนเครื่องระเหิดที่ซับซ้อนและมีราคาแพง …

ไลโอฟิไลเซชัน (หรือการระเหิด )เป็นกระบวนการคายน้ํา (แห้ง) ผลิตภัณฑ์โดยการแช่แข็งอย่างรวดเร็วในสุญญากาศ, ที่ซึ่งความชื้นระเหยไป, การข้ามเฟสของเหลว, และเข้าสู่สถานะก๊าซ.
สารเป็นอิสระจากน้ํา (หรือผู้ให้บริการรายอื่น – กระสาย) โดยการหมุนของเหลวนี้ (พร้อมกับผลิตภัณฑ์ของหลักสูตร) ในรูปของแข็ง, โดยการแช่แข็ง, และน้ํา (ในระหว่างการทําไลโอฟิไลเซชัน) เปลี่ยนเป็นไอน้ํา, เมื่อสูญญากาศถูกนําไปใช้กับวัสดุแช่แข็ง, ไอระเหยเหล่านี้จะถูกลบออกจากอากาศเหนือวัสดุแช่แข็ง, ไม่มีความร้อน.

โดยพื้นฐาน: อย่างที่คุณรู้, สสารมีสามรัฐ: เหลว, โซลิดสเตต, ไอ. (เราไม่คํานึงถึงพลาสมาด้วย), ภายใต้อิทธิพลของความร้อน (อุณหภูมิ) รัฐเหล่านี้ถูกเปลี่ยน.
อยู่ “สามจุด” ด้วยอุณหภูมิและความดันที่แน่นอน, ซึ่งของเหลว (น้ําหรือตัวทําละลายอื่น ๆ) พร้อมกันในสามรัฐ (ของแข็ง, ของเหลวและไอระเหย) สมดุลกับสภาพร่างกายทั้งหมดของพวกเขา.

เช่น: น้ําที่อุณหภูมิ: 0,01°Сและแรงดันไอน้ํา 611,73 Pa จะย้ายไปยังจุดสมดุลกับสถานะทางกายภาพทั้งสาม. และ (หลักการของการทําไลโอฟิไลเซชัน) ด้วยอุณหภูมิและความดันลดลงเล็กน้อย (หรือเพิ่มสุญญากาศ) – น้ํากลายเป็นไอน้ําโดยไม่เปลี่ยนเป็นสถานะของเหลว.

ผลิตภัณฑ์แช่เยือกแข็งไม่ได้รับความร้อน, ซึ่งเป็นสิ่งสําคัญมากสําหรับโปรตีนและสารที่ไม่เสถียรอื่น ๆ, เช่น: ยา เสพ ติด, เช่นนี้, เหมือนแอนติบอดี, เพนิซิลลินกึ่งสังเคราะห์ที่มีการเตรียมภูมิคุ้มกัน, เซฟาโลสปอริน, เซรุ่ม.

ที่อุณหภูมิต่ํา, ทีละน้อย, การอบแห้งที่อ่อนโยนมาก, ผลิตภัณฑ์ไม่สูญเสียคุณสมบัติและรสชาติที่มีประโยชน์, และเมื่อคืนน้ํา, ลักษณะที่ปรากฏจะคืนค่าคุณสมบัติดั้งเดิม!
กระบวนการระเหิดเริ่มต้นที่อุณหภูมิต่ําจาก -70 ° C ถึง -1 ° C. และวัตถุดิบจะถูกแช่แข็งเพื่อ -40 ° С -70 ° С.
กระบวนการไลโอฟิไลเซชัน (ระเหิด) กระแส, ตามเงื่อนไข, ในสามขั้นตอน:
1) เย็น, ต่ํากว่าอุณหภูมิ, จุดสามจุดเดียวกันของสสาร, ซึ่งคุณรู้อยู่แล้ว. อนึ่ง, ประเภทของการแช่แข็งเป็นรายบุคคลมากสําหรับสารแต่ละชนิด. - การแช่แข็งไม่ควรทําลายเซลล์ผลิตภัณฑ์ด้วยผลึกน้ําแข็ง.
2) จากนั้นกระบวนการจะเกิดขึ้นในสุญญากาศ, ซึ่งทําให้สสารเข้าใกล้จุดสามจุดมากขึ้น.
การอบแห้งขั้นต้น. น้ำ (หรือตัวทําละลายพาหะ) เริ่มระเหยและแข็งตัวอีกครั้งบนแผ่นควบแน่นเย็นของระเหิดที่อุณหภูมิต่ํา. ในขั้นตอนนี้, ประมาณ 95% ความชื้น. 3) การอบแห้งทุติยภูมิมีจุดมุ่งหมายเพื่อกําจัดโมเลกุลของน้ําที่ไม่แช่แข็ง. นี่คือกระบวนการอุ่นอาหารเบา ๆ (ความร้อนเรียบ), อุณหภูมิสูงสุดที่ขอบสามารถเป็นบวกได้.

ระเหิดช่วยให้คุณสามารถรักษาสารอาหารทั้งหมดของผลิตภัณฑ์, กลิ่นของเขา, รส, และสีด้วย, พันธะเปปไทด์ในเซลล์.
ผลิตภัณฑ์ Lyophilized แตกต่างกันในอายุการเก็บรักษาที่ยาวนาน – สูงสุด 25 ปี! แทบทุกสภาวะอุณหภูมิ: จาก -50C ถึง + 50C.
น้ําหนักของผลิตภัณฑ์แช่เยือกแข็งอาจลดลงโดย 100 เวลา (เช่น: เมื่อ lyophilizing เมือกหอยทากเหลว) !

ในภาพ: เมือกหอยทาก lyophilized Helix aspersa และไข่หอยทากแห้งแช่แข็งจาก Mucus pro

ผลิตภัณฑ์ใด ๆ ที่มาจากสัตว์หรือพืชหรือกึ่งสังเคราะห์สามารถเปลี่ยนเป็น sublimate ได้, ไม่ว่าจะเป็นผลิตภัณฑ์นม, จุลินทรีย์ (แบคทีเรีย, ยีสต์), วัคซีนและสารพิษ, รีเอเจนต์ชีวภาพและสายพันธุ์, เอนไซม์และวิตามิน, โปรตีน, ไขมัน, เลือด, สิ่งมีชีวิตโปรตีนและสาร, น้ำมัน, ผลไม้, เมล็ดพืช, พืชและน้ําผลไม้ของพวกเขา.

ผลิตภัณฑ์ไลโอฟิไลเซชันเพิ่มเติมสามารถเป็นไฮโดรเลตของสารที่ระเหิด.

มันเป็นไปไม่ได้ที่จะทําให้อ่อนน้อมถ่อมตนที่บ้าน. การทําแห้งแบบแช่เยือกแข็งหรือการทําไลโอฟิไลเซชันเป็นการอบแห้งอุตสาหกรรมของผลิตภัณฑ์และสารต่างๆ, สิ่งนี้ต้องการหน่วยทําความเย็นที่มีประสิทธิภาพ, และเครื่องระเหิดพิเศษราคาแพง, ซึ่งสูญญากาศและความร้อนที่อ่อนโยนของวัตถุดิบจะถูกสร้างขึ้น.

Lyophilization เป็นการอบแห้งอาหารที่มีราคาแพงและใช้พลังงานมากที่สุด, ใช้ได้กับผลิตภัณฑ์และสารที่มีคุณค่าโดยเฉพาะ, ไม่เสถียรต่อความร้อน, ซึ่งคุณต้องบันทึกคุณสมบัติและองค์ประกอบทั้งหมด, และบางครั้งโครงสร้างเนื้อเยื่อและพันธะเปปไทด์.
ราคาของผลิตภัณฑ์แห้งเยือกแข็งสูงกว่าราคาวัตถุดิบมาก, และการทําแห้งแบบแช่เยือกแข็งนั้นใช้เวลาหลายชั่วโมงถึงหลายวัน.
คําว่า “การทําไลโอฟิไลเซชัน” - ต้นกําเนิดกรีก (“ละลาย (แห้ง) รักเสมอ”) ไม่ธรรมดาเกินไป, ใช้บ่อยขึ้น “ระเหิด”.

เครื่องทําฝอยแห้ง “Bulova” บนรูปภาพ.

ปรากฏการณ์ของการเปลี่ยนน้ําแข็งเป็นไอน้ําถูกคิดค้นขึ้นใน 1906 ปี ฌาคส์-อาร์เซียร์ ดาอาร์สโซวาล (นักฟิสิกส์ไฟฟ้า) และผู้ช่วยของเขา Frédéric Bordas ที่ห้องปฏิบัติการชีวฟิสิกส์ของ Collège de France ในปารีส. ใน 1911 ดาวนีย์ แฮร์ริสและกุญแจมือ, ลูกจ้างในห้องปฏิบัติการสรีรวิทยาที่เซนต์. มหาวิทยาลัยหลุยส์, พัฒนาวิธีการทําให้แห้งเยือกแข็งเพื่อรักษาไวรัสโรคพิษสุนัขบ้า (งานนี้นําไปสู่การพัฒนาวัคซีนป้องกันโรคพิษสุนัขบ้าตัวแรกในที่สุด). และในสหรัฐอเมริกามันถูกใช้ในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ XX ในอุตสาหกรรมอาหาร. อาหารมื้อแรก, ซึ่งจัดทําขึ้นโดยวิธีการระเหิด – มีกาแฟแห้งเยือกแข็ง.

กระบวนการทําแห้งเยือกแข็งได้รับการพัฒนาเป็นวิธีเชิงพาณิชย์, ซึ่งทําให้สามารถทําให้เวย์มีความเสถียรทางเคมีและทํางานได้โดยไม่จําเป็นต้องระบายความร้อน. หลังจากนั้นไม่นาน, cryodessication ถูกนําไปใช้กับเพนิซิลลินและได้รับการยอมรับว่าเป็นเทคนิคที่สําคัญในการรักษาสารชีวภาพ. นับแต่นั้นเป็นต้นมา, ไลโอฟิไลเซชันเริ่มถูกใช้เป็นวิธีการอนุรักษ์. ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจ: การใช้ไลโอฟิไลเซชันเพื่อกู้คืนเอกสาร, ได้รับความเสียหายจากน้ํา.

อย่างไรก็ตาม, นาซาได้ทําอาหารแห้งแช่แข็ง – พื้นที่อย่างแท้จริง, วิธีนี้ใช้ในการเตรียมอาหารอวกาศสําหรับนักบินอวกาศ.
และผลิตภัณฑ์ฟรีซดรายที่มีชื่อเสียงที่สุดคือไอศกรีมแช่แข็งบนอวกาศโลก, ทําโดยใช้วิธีการทําให้แห้งแบบเยือกแข็งสําหรับนักบินอวกาศ. นี่คือไอศกรีมธรรมดา, จากที่ส่วนใหญ่ของน้ํา (และออกซิเจน) จะถูกลบออกในระหว่างกระบวนการทําแห้งแบบแช่เยือกแข็ง.
ยังไงก็ตาม, ไอศกรีม, พัฒนาเป็นพิเศษโดย Whirlpool Corporation สําหรับโครงการ NASA Apollo กลับเข้ามา 1985, ไม่ได้อยู่ในอวกาศ, แต่ได้กลายเป็นผลิตภัณฑ์อวกาศยอดนิยมบนโลก.

 

นี่คือความอร่อยของจักรวาล! และโบนัสจาก Bulova, บริษัท – ลูกค้าและแขกทุกคนของ บริษัท จะลองไอศกรีมที่ไม่ละลายและเสิร์ฟเย็น.

บริษัท Bulova ผลิตเครื่องทําลมแห้งแช่แข็งที่มีกําลังการผลิต 2.5 กิโลกรัม, 12 กก. และ 400 กิโลกรัม. เราสามารถทําการทดลองอบแห้งผลิตภัณฑ์และสารของคุณ, จัดทํารูปแบบเทคโนโลยีสําหรับการระเหิดของผลิตภัณฑ์.

ในภาพ: เนื้อหอยทากแห้งแช่แข็ง Helix aspersa และเมือกหอยทากที่ชอบทําบุญในการผลิต Mucus pro