เหตุผลและแนวทางแก้ไขสำหรับปัญหาลักษณะที่ปรากฏของผลิตภัณฑ์แห้งแบบแช่เยือกแข็งนอกกรอบ

May 27, 2022

ฝากข้อความ

การปรากฏตัวของผลิตภัณฑ์แห้งเยือกแข็งนั้นดีในสีที่สม่ำเสมอ รูขุมขนหนาแน่น รักษาปริมาตรและคุณสมบัติก่อนทำแห้งเยือกแข็ง และสร้างโครงสร้างบล็อกเป็นรูพรุน


บางครั้งสินค้าก็ดูดีก่อนที่จะออกจากกล่อง และหลังจากนั้นไม่นานก็มีช่องว่างและชิ้นส่วนที่ออกมาจากกล่อง

สาเหตุหลักคือผลิตภัณฑ์ยังไม่แห้งสนิท และยังมีผลึกน้ำแข็งอยู่ หลังจากที่ผลิตภัณฑ์ออกจากกล่อง อุณหภูมิและความดันของผลิตภัณฑ์จะสูงกว่าจุดยูเทคติก

น้ำแข็งละลายเป็นน้ำ และน้ำถูกดูดซับโดยวัตถุแห้งที่อยู่รายรอบ ส่งผลให้เกิดการหดตัวเป็นโมฆะ การอบแห้งที่ไม่สมบูรณ์หมายความว่าเวลาในการทำให้แห้งไม่นานพอหรืออุณหภูมิต่ำเกินไป หรือทั้งสองอย่าง

มิฉะนั้น อัตราการแช่แข็งจะเร็วเกินไป เมล็ดพืชละเอียดเกินไป และอัตราการระเหิดจะช้าลง หรือการแช่แข็งไม่สมบูรณ์ หรือผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปไม่ได้ถูกปิดผนึกหลังจากการทำให้แห้งแบบเยือกแข็ง สามารถใช้วิธีการเติมไนโตรเจนเพื่อดูดซับความชื้นในอากาศและหดตัวได้


เมื่อผลิตภัณฑ์ออกจากกล่อง จะมีโครงสร้างโครงกระดูกที่มีช่องว่างขนาดใหญ่ หรือแม้แต่โครงสร้างที่มีลักษณะเป็นปุย หลังจากที่นำผลิตภัณฑ์ออกจากกล่องแล้ว วัสดุที่มีโครงสร้างคล้ายปุยนุ่นจะสลายไปอย่างรวดเร็ว

เหตุผลก็คือสูตรของผลิตภัณฑ์มีสสารที่เป็นของแข็งน้อยกว่า และน้ำที่ปราศจากสารจะแข็งตัวเมื่อน้ำแข็งแข็งตัว ซึ่งใช้ปริมาณมาก และช่องว่างที่เกิดขึ้นหลังจากการระเหิดก็มีขนาดใหญ่เช่นกัน

ส่วนประกอบที่มีประโยชน์จะถูกกระจายไปด้วยไอน้ำในระหว่างการระเหิด มันจะดูดซับไอน้ำและหายไปเมื่อสัมผัสกับอากาศ ควรแก้ไขด้วยการเติมฟิลเลอร์ในปริมาณที่เหมาะสม


เมื่อผลิตภัณฑ์ออกจากกล่อง จะพบข้อบกพร่อง เช่น หลุมฟองอากาศ การหดตัวแบบแห้ง การยุบตัว และช่องว่างปรากฏขึ้น

เหตุผลก็คืออุณหภูมิในการแช่แข็งสูงเกินไป หรือเวลาสั้นเกินไป และผลิตภัณฑ์ถูกแช่แข็งอย่างสมบูรณ์ หรืออุณหภูมิในขั้นตอนการทำให้แห้งสูงเกินไป และความดันสูงเกินไป

เกิดจากการหลอมผลิตภัณฑ์บางชนิด

การระเหิดด้วยสุญญากาศจะดำเนินการก่อนที่จะแช่แข็ง และแรงดันภายนอกจะลดลงอย่างรวดเร็วจนทำให้เกิดฟอง ผลิตภัณฑ์ที่หลอมเหลวจะสร้างความเข้มข้นของไอและหดตัว ผลิตภัณฑ์เปียกบางชนิดได้รับความร้อนและหลอมละลายอย่างรุนแรง ซึ่งจะหลอมวัตถุที่แห้งและก่อตัวเป็นโพรงให้ยุบลง

ดังนั้นจะต้องแช่แข็ง และการระเหิดจะต้องไม่เกินอุณหภูมิยูเทคติกและอุณหภูมิการสลายตัวของผลิตภัณฑ์

สีและรูพรุนของผลิตภัณฑ์ไม่เท่ากันในทิศทางความลึก เนื่องจากระยะเวลาในการจัดเก็บนานหลังการบรรจุ สารบางชนิดในสารละลายจึงตกตะกอนหรือตกตะกอนส่วนประกอบที่ไม่ละลายน้ำ


FDF-50


ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อรูปลักษณ์ของผลิตภัณฑ์ยังรวมถึงความเข้มข้นของสารละลายและความเร็วของการปล่อยก๊าซออกด้วย โดยทั่วไป ความเข้มข้นของสารละลายจะถูกควบคุมระหว่าง 10 ~ 15 เปอร์เซ็นต์ และควรเติมสารเพิ่มปริมาณหากความเข้มข้นน้อยกว่า 5 เปอร์เซ็นต์

ถ้าความเข้มข้นสูงเกินไป ควรควบคุมความหนา โดยทั่วไป 10 ~ 15 มม. หากความเข้มข้นของสารละลายมากกว่า 30 เปอร์เซ็นต์ ผลิตภัณฑ์มีแนวโน้มที่จะหดตัว ยุบตัว และไม่สมบูรณ์

นอกจากนี้ ขั้นแรก พื้นผิวที่เยือกแข็งจะถูกทำให้แห้งในระหว่างการทำให้แห้งเพื่อสร้างเปลือกแห้งที่มีโครงสร้างที่หนาแน่น และไอน้ำที่ระเหยอยู่ด้านล่างจะหลบหนีจากช่องว่างระหว่างโมเลกุลของพื้นผิวที่แห้ง

ในเวลานี้ หากความเข้มข้นของสารละลายสูงเกินไป ช่องว่างระหว่างโมเลกุลจะมีขนาดเล็ก การระบายอากาศไม่ดี ความต้านทานของไอน้ำที่ไหลผ่านมีมาก และโมเลกุลของน้ำจำนวนมากไม่สามารถหลบหนีได้ทันเวลา

และเวลาชะงักงันในชั้นการอบแห้งจะนาน ดังนั้น ยาแห้งบางชนิดจึงค่อย ๆ เน่าเปื่อย ซึ่งจะทำให้ปริมาตรของผลิตภัณฑ์หดตัวและรูปร่างไม่เต็มหรือยุบตัว

หากความเข้มข้นของน้ำหนักของยาเหลวน้อยกว่า 4 เปอร์เซ็นต์ ยาจะกระจัดกระจายไปกับไอน้ำเมื่อใช้เครื่องดูดสุญญากาศ หรือมันจะกลายเป็นโครงสร้างหลวมเหมือนปุยหลังจากการอบแห้ง ให้เป็นรูปทรงกลวง อีกกรณีหนึ่งคือความเข้มข้นของยาเหลวต่ำเกินไป ซึ่งทำให้ผลิตภัณฑ์หลวมและดึงดูดความชื้นได้ง่าย

ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากพื้นที่ผิวจำเพาะมีขนาดใหญ่เกินไป ผลิตภัณฑ์จึงหดตัวง่าย และความแข็งแรงเชิงกลของผลิตภัณฑ์แห้งต่ำเกินไป เมื่อสั่นสะเทือนจะกระจายตัวเป็นผงและยึดติดกับผนังขวด .

ในกระบวนการทำแห้งแบบแช่เยือกแข็ง หากความหนาของยาเหลวมากกว่า 20 มม. เวลาในการทำให้แห้งจะนานขึ้น และลักษณะของผลิตภัณฑ์ก็จะไม่มีเงื่อนไขเช่นกัน

นอกจากนี้ ความเร็วในการทำความเย็นเร็วที่จุดเริ่มต้นของการแช่แข็ง เพื่อให้ผลิตภัณฑ์เกิดผลึกละเอียด ความหนาแน่นมีขนาดใหญ่ ความต้านทานการระเหิดมีขนาดใหญ่ น้ำไม่ระเหยง่าย ผลิตภัณฑ์จะค่อยๆ deliquesce ส่งผลให้มีปริมาตร การหดตัว

ส่งผลให้มีรูปร่างไม่สมบูรณ์หรือเป็นก้อน หากความเร็วการแช่แข็งช้าเกินไปและผลึกน้ำแข็งเติบโตเป็นเวลานาน อาจเกิดความเข้มข้นขึ้น ส่งผลให้ตัวยาและตัวทำละลายแยกออกจากกัน และโครงสร้างที่ไม่สม่ำเสมอของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป

มาตรการ: ออกแบบสูตรของสารละลายไลโอฟิไลซ์อย่างมีเหตุผล โดยทั่วไป ความเข้มข้นของน้ำหนักควรอยู่ระหว่าง 4 ถึง 25 เปอร์เซ็นต์ และความเข้มข้นควรอยู่ระหว่าง 10 ถึง 15 เปอร์เซ็นต์

ถ้าความเข้มข้นต่ำกว่า 4 เปอร์เซ็นต์ สามารถเพิ่มสารเพิ่มปริมาณ (เช่น แมนนิทอล เด็กซ์ทราน แลคโตส ฯลฯ) ได้อย่างเหมาะสม ถ้าความเข้มข้นสูง ต้องควบคุมความหนาของผลิตภัณฑ์แห้งเยือกแข็ง หรือลดความเข้มข้นลง และควรใช้ภาชนะขนาดใหญ่เพื่อเติมยาเหลว

ระหว่างกระบวนการทำแห้งแบบแช่เยือกแข็ง ควรควบคุมอัตราการทำความเย็นให้ลดลง 5 องศาเป็น 6 องศาต่อชั่วโมง ในขั้นตอนแรกของการระเหิดและการทำให้แห้ง อุณหภูมิของผลิตภัณฑ์ควรต่ำกว่าจุดยูเทคติก อุณหภูมิไม่ควรเร็ว และควรควบคุมที่ประมาณ 5 องศาต่อชั่วโมง

หากการให้ความร้อนเร็วเกินไป เมื่อผลิตภัณฑ์มีน้ำมาก อุณหภูมิจะสูงกว่าจุดยูเทคติก ซึ่งจะทำให้ผลิตภัณฑ์หลอมเหลวและมีข้อบกพร่อง

ในขั้นตอนที่สองของการระเหิด แม้ว่าปริมาณน้ำในผลิตภัณฑ์จะต่ำในขณะนี้ อัตราการให้ความร้อนจะเพิ่มขึ้นอย่างเหมาะสม แต่ควรควบคุมอุณหภูมิให้ต่ำกว่าอุณหภูมิที่ปลอดภัย ไม่เช่นนั้นจะเกิดการเกาะตัวเป็นก้อน

นอกจากนี้ ความหนาแน่นของอากาศของบรรจุภัณฑ์ของผลิตภัณฑ์ไม่ดี และลักษณะที่ปรากฏหรือแม้แต่คุณภาพภายในจะไม่ผ่านเกณฑ์ภายในระยะเวลาที่มีผลบังคับใช้


การประยุกต์ใช้เครื่องทำแห้งแช่แข็ง

SED-MJT (2)