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フリーズドライ

フリーズドライは 凍結乾燥とも呼ばれます。製品を優しく乾燥するための技法であり、 昇華という物理プロセスを利用します。

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フリーズドライの仕組み

真空下でのフリーズドライは、デリケートな製品を損なうことなく乾燥させるために利用されています。ここでは、昇華と呼ばれる現象が利用されています。つまり、真空中では水が固体から直接気体になるということです。

フリーズドライのプロセスでは、まず、乾燥する製品を大気圧で凍らせます。通常は、極低温の液化ガスが利用されます。その後、製品を真空下に置くと、 製品中で凍った水分が水蒸気として簡単に抽出されます。

この方法で、水分を部分的、あるいは完全に除去することができます。たとえば、食品やデリケートな医薬品加熱することなく乾燥させることができます。その結果、製品の特性である成分や香りが損なわれることがありません。また、フリーズドライされた物質は、あとから簡単に水で戻すことができます。

どのような乾燥プロセスであっても、 お客様の要件に最適な真空ソリューションの選択をお手伝いいたします。

Buschのフリーズドライ用真空テクノロジー

どのような乾燥プロセスであっても、 お客様の要件に最適な真空ソリューションの選択をお手伝いいたします。

フリーズドライの詳細

フリーズドライ/凍結乾燥とは ?

凍結乾燥とも呼ばれるフリーズドライは、製品を凍結し、圧力を下げ、昇華によって氷を除去する3段階のプロセスです。加工に使用する温度が低いため、水で戻した製品の品質が優れています。 また、製品の元の形状が維持されます。

産業用フリーズドライシステムの仕組み

フリーズドライヤーは大きく分けて3つの部分で構成されます:

  • 製品を入れるチャンバー。 このチャンバーに入れる前、またはチャンバー内で凍結します。·
  • 除去した溶剤や水を回収するコールドトラップ(コンデンサー)。その効率性が、必要な真空ポンプの能力やシステムのコストに大きな影響を与えるため、重要な要素です。·
  • 真空ユニット
事前に凍結された製品を、気密性のある乾燥チャンバーに入れます。真空ポンプを使い、1〜0.5 mbarの圧力に達するまでチャンバー内の気圧を下げます。真空下では、凍結された水分の蒸発が、-50から-40°Cで始まります。その蒸発した水蒸気は真空ポンプによって乾燥チャンバーから吸い出され、下流のコンデンサーに誘導されます。このいわゆるコールドトラップは、内部が-70°C以下に冷却されており、水蒸気が冷却コイル付着し再度氷になります。この一次乾燥フェーズで、ほとんどの水分が製品から除去されます。

多くの食品の場合、一次乾燥に続いて二次乾燥を行います。このプロセスでは、チャンバー内を氷点を超す温度まで上げつつ、真空度を 0.01 mbar以上に高めることで、残留水分をさらに除去します。 乾燥工程が済んだら、チャンバーを大気圧まで通気します。通気には乾燥空気または不活性ガスを使用し、乾燥させた製品が大気から水分を吸収することがないようにします。最後に、水分含量1〜4パーセントまで乾燥した製品を、次の加工工程に移動させます。

フリーズドライプロセスでは、真空はどこで使用されますか ?

フリーズドライは真空無しでは成り立ちません。大気圧では不可能だからです。 通常、1mbar未満に圧力を下げる必要があります。 真空は、一次乾燥の昇華時に利用されます。 また、二次乾燥での残留水分除去にも重要な役割を果たします。さらに、連続式のフリーズドライヤーでは、製品の出し入れ時のエアロックにも真空ポンプが使用されています。フリーズドライの主な用途には、生物(例えば、バクテリア及び酵母)及び生物医学的プロセス(例えば、外科的移植)、食品加工(例えば、コーヒー)及び保存が挙げられます。

他の技術と比較して、真空フリーズドライの利点は何ですか ?

フリーズドライは、食品やデリケートな医薬品などから水分を穏やかに除去します。 乾燥させる製品を加熱する必要はありません。この方法だと、製品の特性である成分や香りが損なわれることがありません。また、フリーズドライされた物質は、あとから簡単に水で戻すことができます。理想的な条件下でフリーズドライされた食品を水で戻すと、生の食品とほとんど区別できなくなります。

フリーズドライに最適な真空ポンプはどれですか ?

通常フリーズドライでは、圧力を1mbar未満まで下げる必要があります。産業用途においては、メカニカルブースターポンプとオイル潤滑ロータリーベーン真空ポンプ の組み合わせが、非腐食性溶剤を排気する場合にコストパフォーマンスの高いソリューションとなります。製薬におけるフリーズドライでは、ドライスクリュー真空ポンプが最適なソリューションです。このポンプの動作原理はドライ式で、定置洗浄(CIP)も可能です。オイル潤滑式 2 段式ロータリーベーン真空ポンプは、研究室で使われるフリーズドライ用途で実績を積んでいます。スクロール式真空ポンプは、優れたドライ方式の選択肢です。

フリーズドライプロセスに最適なBuschの真空ポンプはどれですか ?

R5 真空ポンプとメカニカルブースターポンプの組み合わせは、非腐食性溶剤を使用する産業用途 に最適です。食品業界は、この組み合わせが好ましいソリューションの1例です。COBRAは、ドライ圧縮の原理と定置洗浄(CIP)が可能であるという特徴から、医薬品のフリーズドライに最適な真空発生器です。COBRAは、ニーズに応じて、単体でも、メカニカルブースターポンプと組み合わせてもお使いいだだけます。オイル潤滑式 ZEBRAは、ラボでの用途に適しています。 ドライソリューションが必要な場合はFOSSAも最適です。

フリーズドライ用途におけるブッシュ真空テクノロジーの使用例にはどのようなものがありますか ?

Buschの真空ポンプは、食品のフリーズドライで世界的に使用されています。例えば果物、スープ、麺などです。COBRAR5メカニカルブースターポンプは、インスタントコーヒーのフリーズドライに利用されています。これは、真空ポンプにコーヒーが吸引されるリスクがあるため、難易度の高い高いアプリケーションです。また、製薬やバイオ医薬品業界では、デリケートな生理活性物質のフリーズドライにも使用されます。珍しい用途を挙げるならば、水によるダメージを受けた古い本や巻物の乾燥でしょう。Buschの真空ポンプは、海賊船の乾燥にさえ利用されたことがあります。何世紀にもわたり湖に沈んでいた海賊船が引き上げられた際のことでした。

フリーズドライ用の真空システムを購入する際に考慮すべき重要なポイントは次のうちどれですか ?

次のページでは、真空システムの導入時に考慮すべきあらゆる側面をまとめました。

フリーズドライが利用されている用途をご紹介します

食品業界のフリーズドライ

たとえば、フリーズドライを利用すると、食品から水分を抽出することができます。ここでは、栄養、芳香成分、ビタミンの喪失の原因となる加熱や長時間の乾燥工程は不要です。

真空下でのフリーズドライ技法を利用すると、これらの重要な成分はほとんど影響を受けません。また、この方法で水分を除去すると、食品内の成分はほとんど変化しません。理想的な条件下では、凍結乾燥された食品を水で戻すと、生の食品とほとんど区別できなくなります。

凍結乾燥食品の一般的な例としては、インスタントコーヒーなどのインスタント飲料、スパイス、ミューズリー用のフルーツなどが挙げられます。フリーズドライの製品は宇宙空間で、 宇宙食の重要な食材として利用される場合もあります。

ソリューション

製薬業界のフリーズドライ

フリーズドライとは、デリケートな製品から水分を除去するための、素材を傷めない乾燥プロセスです。そのため、抗生物質、ワクチン、バクテリアなどの医薬関連物質の乾燥に最適です。これらの物質は、乾燥させるとより簡単かつ、安定した状態で輸送することができます。

水が個体から直接気体になって除去されるため、 物質を加熱したり物質にダメージを与えたりすることなく、水分を抽出できます。また、製品特性が変化することもありません。

ソリューション