مبدأ التجفيف بالتجميد (التجفيد)

يعتمد مبدأ التجفيف بالتجميد على تسامي الجليد — أي التحول المباشر للماء من الحالة الصلبة (الجليد) إلى الحالة البخارية دون المرور بالحالة السائلة.

تعمل هذه العملية على إزالة الرطوبة من المواد الحساسة للحرارة مثل المنتجات البيولوجية، والمواد الدوائية، والأغذية، مع الحفاظ على بنيتها، ومغذياتها، ومكوناتها المتطايرة.

الخطوات الرئيسية في عملية التجفيف بالتجميد

• التجميد:
  • يتم أولًا تبريد المنتج إلى ما دون درجة الانصهار اليوتكتية أو درجة الانتقال الزجاجي، وعادةً بين –30°C و–50°C.
  • يتحول الماء الموجود في المنتج إلى جليد، بينما تتركز المواد المذابة في المناطق غير المتجمدة.
• التجفيف الأولي (التسامي):
  • تحت تفريغ عالٍ، عادةً 0.05–1.0 ملي بار، يتم تطبيق حرارة لطيفة لتوفير الحرارة الكامنة اللازمة للتسامي.
  • يتسامى الجليد مباشرةً إلى بخار ويتم إزالته من المنتج.
  • يتم التقاط البخار على مكثف، أو مصيدة باردة يتم الحفاظ عليها عند درجة حرارة منخفضة جدًا بين –40°C و–80°C.
  • تتم إزالة حوالي 90–95% من الماء في هذه المرحلة.
• التجفيف الثانوي (إزالة الامتزاز):
  • تتم زيادة درجة الحرارة تدريجيًا بين 20–40°C تحت التفريغ لإزالة الرطوبة المتبقية المرتبطة بالمادة.
  • عادةً ما يكون محتوى الرطوبة النهائي <1–2%.
  • بعد ذلك يتم إغلاق المنتج تحت التفريغ أو بغاز خامل لمنع إعادة امتصاص الرطوبة.

• بناء مجفف التجميد

يتكون مجفف التجميد، أو جهاز التجفيد، من عدة مكونات رئيسية متكاملة لتنفيذ المراحل الثلاث المذكورة أعلاه تحت ظروف مضبوطة.

المكونات الرئيسية ووظائفها