Лиофильная сушилка (сушка). Сублимация (этот процесс также называют лиофилизацией или криодессикацией) широко используется в различных отраслях с целью уменьшения объема продукта, облегчения его транспортировки и, главным образом, для увеличения сроков его хранения, иногда на годы. Сублимационная сушка — процесс относительно молодой — получил практическое применение в последние 20 лет.
Сублима́ция (от лат. sublimo «возносить»), возгонка - переход вещества из твёрдого состояния сразу в парообразное, минуя стадию плавления (перехода в жидкое состояние) и кипения.
История возникновения лиофильной сушки
Процесс сублимационной сушки был изобретен в 1906 году Жаком-Арсье д'Арссовалем во Франции. Однако первое прикладное использование процесс получил в 1911 году, когда ученые Сент-Луисского университета использовали этот метод для сохранения вируса бешенства, что в результате привело к разработке вакцины от бешенства.
Большую роль процесс лиофилизации сыграл во Второй мировой войне. Необходимость длительного хранения и транспортировки плазмы крови для ее поставок на фронт и госпитали требовало нового решения. Тогда американские ученые использовали лиофилизацию для сохранения свойств плазмы крови без ее заморозки. Затем сублимацию применили для криодессикации пенециллина и в дальнейшем этот процесс поставили на коммерческую основу.
Сущность процесса лиофильной сушки
Известно, что вода в условиях так называемой «тройной точки» (6,1 ГПа при 0,01 °С) находится одновременно в трех состояниях: жидком, твердом и газообразном. Если происходит снижение давления, то вода может сосуществовать в двух фазах: твердой и газообразной.
На таком физическом свойстве воды и основан принцип лиофильной сушки. Лиофильная или сублимационная сушка — процесс удаления влаги из продукта, в ходе которого испарение воды происходит сразу из твердого ее состояния, минуя жидкую фазу. Технология состоит из нескольких этапов: заморозка продукта, собственно сублимация (удаления или возгонка льда), десорбция (досушивание) образца, упаковка. Этап заморозки продукта происходит при температуре ниже его точки затвердевания. Именно заморозка является самым важным процессом сублимирования. Чем выше скорость заморозки, тем больше мелких кристаллов льда будет образовываться в продукте и тем быстрее они будут испаряться. Именно скорость заморозки влияет на итоговое состояние продукта: чем меньше объем кристалла, тем меньше физическое повреждение продукта и, как следствие, выше его качество и сохранность.
Поскольку замораживание происходит при низких температурах (до -60°С), то для защиты продукта применяют специальные стабилизаторы, так называемые протекторные среды. В роли протекторных сред могут выступать альбумин, желатин, сыворотка, глутамат натрия, сахароза, и т.д. Стабилизаторы могут использоваться как по отдельности, так и в различных сочетаниях друг с другом, а также разных концентрациях.