真空泵幫助下的真空冷凍干燥在制藥行業(yè)的應(yīng)用
昊青氣體裝備技術(shù)（江蘇）有限公司
2021-08-11
真空冷凍干燥工藝是將預(yù)先將物料冷凍至共晶點溫度以下，借助真空泵設(shè)備，在特定的真空狀態(tài)下通過升華過程，去除物料中含有的水分的一種干燥方法，該工藝現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于中藥材保健品、生物制藥、生物制品、血液制品、醫(yī)藥及活性物質(zhì)等領(lǐng)域，尤其是制藥行業(yè)更是得到了普遍的應(yīng)用。真空冷凍干燥機(jī)組主要包含有制冷、制熱、抽真空三個操作系統(tǒng)。
作為脫水制品領(lǐng)域的一項高新技術(shù)，真空冷凍干燥機(jī)的整個冷凍干燥過程在低溫且高真空度的條件下完成的，這樣可以有效避免物料在加工過程中易氧化和熱敏感成分的破壞和損失，加工材料中各種營養(yǎng)物質(zhì)和藥性物質(zhì)得以很大限度的保留和富集，再現(xiàn)原物料自身的色、香、味、型，并且還具有質(zhì)量輕、復(fù)水速度快、食用方便和保存期限長等特點。
真空冷凍干燥機(jī)先將含有水分的物料冷凍到0℃以下，使里面的水分轉(zhuǎn)化為固態(tài)冰的形態(tài)，然后借助于真空泵實現(xiàn)較高的真空，使冰在較高的真空度下直接轉(zhuǎn)化為水蒸氣去除。物料可以先在冷凍裝置中冷凍，然后再進(jìn)行干燥；也可以通過利用真空泵對干燥室快速抽真空而實現(xiàn)冷凍。升華產(chǎn)生的水蒸氣由冷凝器除去。升華過程所需的汽化熱量，通常情況下由熱輻射提供。這一系列工藝的主要優(yōu)點有：
(1)干燥后的物料仍然能保持原有的化學(xué)成分和物理性質(zhì)（如膠體性質(zhì)、多孔結(jié)構(gòu)等）；
(2)消耗的熱量比其他干燥方式更少，主要用于蔬菜、水果、抗生素等的干燥。
對含水的生物樣品進(jìn)行冷凍固定，在低溫高真空的條件下，將樣品中的水分直接從冰升華到氣態(tài)，從而達(dá)到干燥的目的。在干燥的過程中，樣品不受表面張力的影響，所以不會不變形。
以真空冷凍干燥在中藥材-鐵皮石斛發(fā)的干燥過程中的應(yīng)用為例：
在之前很長的一段時間里，我國石斛干制品一直停留在在出口原料或初加工階段，令人不禁感覺整體技術(shù)含量偏低。很顯而易見的是，在當(dāng)今社會下，傳統(tǒng)的手工藝已不能滿足實際要求，如果要將石斛從傳統(tǒng)中藥產(chǎn)品上升為現(xiàn)代中藥保健品，就需要進(jìn)一步提升和優(yōu)化石斛的加工工藝。
傳統(tǒng)干燥方法在鐵皮石斛干制品生產(chǎn)中，暴露出了諸多的不足，為了解決這些問題，科研人員對真空冷凍干燥在石斛莖段、切片生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行了研究和探討。通過對石斛的水分含量、凍干速率、復(fù)水率、表面積收縮率、多糖含量、香氣、外觀和色澤等多個角度進(jìn)行了計算試驗和感官評價。
最終的試驗結(jié)果表明，不同干燥方式對石斛總多糖含量的影響較大。通過真空冷凍干燥的石斛含水量更低，能很好地保存石斛的色、香、味、形及有效成分，且復(fù)水后更接近新鮮品，避免產(chǎn)品表面硬化、營養(yǎng)流失，并延長了石斛的保質(zhì)期，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的熱干燥法，為石斛的工業(yè)生產(chǎn)和工藝提升提供了一定的參考依據(jù)。
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