Using Freeze Dryer to preserve nutritional value

การระเหิดในเครื่อง Freeze Dryer

การระเหิด (Sublimation) เป็นกระบวนการสำคัญในเครื่อง Freeze Dryer ที่ช่วยเปลี่ยนน้ำแข็งในวัสดุให้กลายเป็นไอโดยตรง โดยไม่ผ่านสถานะของเหลว ซึ่งเป็นหัวใจหลักของเทคนิคการอบแห้งแบบแช่แข็ง (Freeze Drying หรือ Lyophilization)

หลักการของการระเหิดในเครื่อง Freeze Dryer

การระเหิดเกิดขึ้นเมื่อวัสดุที่ถูกแช่แข็งแล้วอยู่ภายใต้ ความดันต่ำ และได้รับ ความร้อนอย่างเหมาะสม ทำให้โมเลกุลของน้ำแข็งระเหิดกลายเป็นไอและถูกกำจัดออกจากระบบ

ขั้นตอนของการระเหิดแบ่งออกเป็น 2 ช่วงสำคัญ ได้แก่:

การทำให้แห้งขั้นต้น (Primary Drying / Sublimation Phase)
- น้ำแข็งระเหิดเป็นไอภายใต้ความดันต่ำ
- อุณหภูมิของถาดวัสดุจะถูกควบคุมให้สูงกว่าจุดเยือกแข็งเล็กน้อย เพื่อกระตุ้นการระเหิด
- ประมาณ 80-90% ของน้ำในวัสดุถูกกำจัดในขั้นตอนนี้
การทำให้แห้งขั้นสุดท้าย (Secondary Drying / Desorption Phase)
- น้ำที่เหลืออยู่ซึ่งอยู่ในรูปของโมเลกุลที่จับตัวกับโครงสร้างวัสดุจะถูกกำจัดออก
- ต้องใช้อุณหภูมิที่สูงขึ้นกว่าขั้นแรก เพื่อขับไล่น้ำที่ยังคงติดอยู่

ปัจจัยที่มีผลต่อการระเหิด

อุณหภูมิของถาด (Shelf Temperature): สูงขึ้นจะช่วยให้กระบวนการเร็วขึ้น แต่หากสูงเกินไป อาจทำให้ผลิตภัณฑ์เสียหาย
ความดันในห้องอบแห้ง: ควรอยู่ในระดับต่ำ (ประมาณ 100-300 mTorr) เพื่อให้การระเหิดเกิดขึ้นอย่างมีประสิทธิภาพ
โครงสร้างของวัสดุ: วัสดุที่มีรูพรุนจะช่วยให้ไอน้ำระเหยออกได้ง่ายกว่า

ข้อดีของการระเหิดในเครื่อง Freeze Dryer

✅ รักษาคุณภาพของผลิตภัณฑ์ เช่น อาหาร ยา และสารชีวภาพ
✅ ป้องกันการเปลี่ยนแปลงทางเคมีและกายภาพ เช่น การสูญเสียสารอาหารและการเปลี่ยนสี
✅ ยืดอายุการเก็บรักษา โดยลดปริมาณน้ำที่เป็นตัวก่อให้เกิดจุลินทรีย์

สรุป

กระบวนการระเหิดในเครื่อง Freeze Dryer เป็นขั้นตอนสำคัญที่ช่วยกำจัดน้ำออกจากวัสดุอย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่ทำให้คุณสมบัติของผลิตภัณฑ์เสียหาย การควบคุมอุณหภูมิและความดันอย่างเหมาะสมเป็นกุญแจสำคัญที่ช่วยให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพสูง