Vriesdrogen

Vriesdrogen is een uitermate voorzichtig proces om water te verwijderen uit gevoelige producten. Het is daarom ideaal geschikt voor het drogen van farmaceutische middelen, zoals antibiotica, vaccins of bacteriën. Wanneer ze droog zijn, kunnen deze producten eenvoudiger worden getransporteerd en zijn ze tegelijkertijd stabieler.

Het water dat moet worden verwijderd, gaat rechtstreeks van de vaste fase over naar de gasvormige toestand. Hierdoor kan het dus worden onttrokken zonder verhitting en beschadiging van de stoffen. En zonder wijziging van de producteigenschappen.

Onze oplossingen

Vriesdrogen - of lyofilisatie - is een driestappenproces. Invriezen van het product, verlagen van temperatuur en verwijderen van ijs door sublimatie. Door de lage verwerkingstemperatuur is de kwaliteit van het gerehydrateerde product uitstekend. En ook de originele vorm blijft behouden.

Vriesdrogers kent drie belangrijke stappen.

Een voorgevroren product wordt in een luchtdicht droogkamer geplaatst. Hierin wordt de luchtdruk tot een drukwaarde van 1 tot 0,5 mbar verlaagt. Onder vacuüm begint het verdampingsproces van bevroren water al bij -50 tot -40° Celsius. De waterdamp wordt door een vacuümpomp uit de droogkamer afgezogen en naar een condensator geleid. In deze zogenaamde ijsval - van minstens -70° Celsius - condenseert waterdamp als ijsafzetting op een koelspiraal. Tijdens de primaire droogfase wordt het grootste deel van het vocht uit het product verwijderd.

Bij veel levensmiddelen volgt hierna nog het secundaire drogen. Dit proces verwijdert meer restvocht door het vacuümniveau te verlagen tot 0,01 mbar of lager. Tegelijkertijd word de temperatuur boven het vriespunt gebracht. Vervolgens wordt de droogkamer weer geventileerd tot atmosferische druk. Om te zorgen dat het gedroogde product geen vocht uit de omgevingslucht kan opnemen wordt droge lucht of een inert gas gebruikt. Zo is het gedroogde product - met een vochtgehalte van één tot vier procent - klaar voor verdere verwerking.

Vriesdrogen kan niet bij omgevingsdruk en daarom is vacuüm altijd nodig. Meestal is een druk lager dan 1 mbar vereist. Tijdens sublimatie in de primaire droging wordt vacuüm gebruikt. En het speelt een rol tijdens desorptie in de secundaire droging. Bovendien worden vacuümpompen gebruikt voor de toevoer- en afvoerluchtsluizen in continue vriesdrogers. De primaire toepassing van vriesdrogen zijn biologische (bacteriën en gist) en biomedische processen (chirurgische transplantaten). Maar ook voedselverwerking (koffie) en conservering.

Vriesdrogen verwijdert behoedzaam water uit levensmiddelen en gevoelige farmaceutische substanties. Zonder producten te verwarmen. Zo blijven belangrijke ingrediënten en aroma's behouden en eigenschappen onveranderd. Gevriesdroogde stoffen kunnen later gemakkelijk opnieuw worden gehydrateerd. Soms is er zelfs geen verschil te zien tussen gehydrateerde gevriesdroogde en verse levensmiddelen.

Voor vriesdrogen is een druk van minder dan 1 mbar nodig. Voor industriële toepassingen zijn oliegesmeerde draaischuifvacuümpompen in combinatie met vacuümboosters een kosteneffectieve oplossing. Maar dan alleen bij niet-corrosieve oplosmiddelen. In de farmaceutische industrie, zijn droge schroefvacuümpompen de beste oplossing voor vriesdrogen. Ze combineren een droog werkingsprincipe met een optie voor Clean-in-Place (CIP). Oliegesmeerde tweetraps draaischuifvacuümpompen zijn geschikt voor vriesdrogen in laboratoria. En scrollvacuümpompen zijn een uitstekend alternatief voor droog gebruik.

R5 vacuümpompen in combinatie met een vacuümbooster zijn uitermate geschikt voor industriële toepassingen met niet-corrosieve oplosmiddelen. In de voedingsmiddelenindustrie heeft deze combinatie de voorkeur. Voor farmaceutisch vriesdrogen is de COBRA de vacuümpomp bij uitstek. Dit vanwege het droge pompprincipe en de mogelijkheid van Clean-in-Place (CIP). Afhankelijk van de eisen kan de COBRA met of zonder vacuümbooster worden gebruikt. De oliegesmeerde ZEBRA heeft de voorkeur voor laboratoriumtoepassingen. En kies bij droge oplossingen voor de FOSSA.

Busch vacuümpompen worden wereldwijd gebruikt voor het vriesdrogen van levensmiddelen, zoals fruit, soep en noedels. De COBRA, de R5 en vacuümboosters worden bijvoorbeeld gebruikt voor het vriesdrogen van oploskoffie. Dit is lastig vanwege het risico dat er koffie in de vacuümpompen komt. Ook worden ze gebruikt bij het vriesdrogen van gevoelige biologisch actieve stoffen in de (bio)farmaceutische industrie. Een bijzondere toepassing is het drogen van - door water beschadigde - oude boeken en papierrollen. Busch vacuümpompen zijn zelfs gebruikt om een schip te drogen. Nadat het van de bodem van een meer naar boven kwam, waar het eeuwenlang begraven lag.

Op de volgende pagina een samenvatting van alle aspecten om rekening mee te houden bij de aanschaf van een vacuümsysteem.