خشک‌کردن انجمادی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
خشک‌کردن انجمادی

خشک‌کردن انجمادی (به انگلیسی: Freeze-drying) به طور خلاصه فرایندی است که در طی آن ماده‌ای را منجمد می‌کنند و سپس با کاهش فشار سامانه، آب منجمد درون ماده مورد نظر را به طور مستقیم به بخار تبدیل می‌کنند(تصعید). از این فرایند برای افزایش مدت نگه‌داری مواد غذایی و دارویی و هم‌چنین آسان کردن حمل و نقل آن‌ها بهره می‌برند.

تاریخچه[ویرایش]

مردم امپراتوری اینکا از نوعی فرایند خشک‌کردن انجمادی برای نگه‌داری طولانی مدت سیب زمینی استفاده می‌کردند. خشک‌کردن انجمادی به سرعت در جریان جنگ جهانی دوم رشد کرد. سرم (خون) توسط آمریکا برای کمک به متفقین اروپایی فرستاده می‌شد، اما به دلیل سختی فراهم کردن و حمل نقل وسایل انجمادی، این سرم‌ها معمولاً پیش از رسیدن به مقصد دچار فساد می‌شدند. فرایند خشک‌کردن انجمادی به عنوان روشی مناسب برای افزایش مدت نگه‌داری و حمل و نقل سرم‌ها بدون نیاز به نگه‌داری آن‌ها در یخچال توسعه یافت. بعدها این روش هم‌چنین برای پنی سیلین نیز به کار گرفته شد و اکنون به طور گسترده در صنایع مختلف کاربرد دارد.[۱]

کاربردهای خشک‌کردن انجمادی[ویرایش]

خشک‌کردن مواد حساس به حرارت با روش‌های معمول مانند گرم کردن ممکن نیست. خارج کردن حلال از ساختمان پلیمرها، ترکیبات زیستی و غیرآلی و خارج کردن آب از ساختار آن‌ها از مهم ترین مسایل صنایع داروسازی،صنایع غذایی، پزشکی، صنایع پتروشیمی ، بیوشیمی و فناوری نانو به شمار می‌رود.[۲] از میان روش‌های موجود، خشک‌کردن انجمادی نقش مهمی را در این صنایع و به ویژه در فناوری نانو به دست آورده است.

بستنی خشک شده به روش انجمادی

استفاده از این روش کاربرد فراوانی در تولید نانوذرات در صنایع الکتروشیمی، محیط زیست، مهندسی مواد و دارویی پیدا کرده است. هم‌چنین این روش برای مواد حساس و پُرارزش مانند داروها، واکسنها، آنتی بیوتیک‌ها، اجزای تشکیل‌دهنده خون، نمونه‌های زیستی، میکروارگانیسم‌ها، مواد غیرآلی حساس، پودر فلزهای کمیاب و سرامیک ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.[۲]

برتری‌های خشک‌کردن انجمادی بر دیگر روش‌ها[ویرایش]

اکسید نشدن مواد، ایجاد نشدن ترکیبات جدید، کاهش چسبندگی و توده‌ای شدن مواد، یکنواختی اندازه ذرات مواد، افزایش مدت نگه‌داری و پایین بودن قیمت این فرایند از مزیت‌های آن بر دیگر روش‌های خشک‌کردن مواد می‌باشد.[۲]

قهوه خشک شده به روش انجمادی

مراحل فرایند خشک‌کردن انجمادی[ویرایش]

خشک‌کردن انجمادی در سه مرحله شامل انجماد اولیه و خشک‌کردن اولیه (تصعید در خلاء) و خشک‌کردن ثانویه(تبخیر در خلاء) صورت می‌گیرد:

۱. انجماد اولیه[۲][۱]: برخی مواد (مانند پودر فلزات) نیاز به گذراندن این مرحله ندارند ولی بعضی دیگر (مانند آنتی بیوتیک‌ها) باید آن را بگذرانند.

۲. خشک‌کردن اولیه[۲][۱]: این مرحله که در طی آن یخ از سطح خارجی نمونه‌ها تبخیر می‌شود، در چند حالت کلی زیر انجام می‌شود:

  • در داخل سرنگ؛ با متصل کردن آن‌ها به نگه‌دارنده‌های سرنگ
  • توسط ویال در داخل اتاقک خشک‌کننده
  • داخل سینی که در داخل اتاقک خشک‌کننده انجام می‌پذیرد
  • توسط بالن؛ با متصل کردن آن‌ها به نگه‌دارنده‌های بالن
  • به صورت چرخاندن و منجمد کردن که در داخل بالن صورت می‌گیرد.

همان‌طور که گفته شد، این مرحله در خلاء(۰٫۱ میلی بار) صورت می‌گیرد.

۳. خشک‌کردن ثانویه[۲][۱]: تبخیر نهایی رطوبت باقی‌مانده معمولاً در زمان‌های طولانی‌تری نسبت به خشک‌کردن اولیه در اتاقک خشک‌کن انجام می‌شود.

خشک‌کن‌های انجمادی در ایران[ویرایش]

محققان ایرانی با در نظر گرفتن کاربردهای فراوان خشک‌کردن انجمادی و برتری‌های آن برای ساخت خشک‌کن‌های انجمادی گام برداشته و موفق به تولید این دستگاه‌ها در مقیاس آزمایشگاهی و صنعتی شده‌اند.[۲] [۳]

جستارهای وابسته[ویرایش]

منابع[ویرایش]

جستجو در ویکی‌انبار در ویکی‌انبار پرونده‌هایی دربارهٔ خشک‌کردن انجمادی موجود است.
  1. ۱٫۰ ۱٫۱ ۱٫۲ ۱٫۳ مشارکت‌کنندگان ویکی‌پدیا، «Freeze-drying»، ویکی‌پدیای انگلیسی، دانشنامهٔ آزاد.
  2. ۲٫۰ ۲٫۱ ۲٫۲ ۲٫۳ ۲٫۴ ۲٫۵ ۲٫۶ ماه‌نامه فناوری نانو - سال یازدهم - تیر 91 - شماره 4 - پیاپی 177
  3. خبرگزاری ایسنا: محققان ایرانی موفق به ساخت دستگاه خشک‌کن انجمادی شدند.