مبدأ عمل مجفف التجميد (مجفف التجميد)

A مجفف تجميدتستخدم المجففة بالتجميد مبدأ التسامي لتجفيف المواد. تتضمن هذه العملية تجميد المادة بسرعة في درجات حرارة منخفضة، ثم، في بيئة فراغ مناسبة، السماح لجزيئات الماء المتجمدة بالتسامي مباشرة إلى بخار ماء والخروج. يُطلق على المنتج الناتج عن التجفيف بالتجميد اسم المنتج المجفف بالتجميد، وتُعرف العملية باسم التجفيف بالتجميد.

قبل التجفيف، تبقى المادة في درجات حرارة منخفضة (في حالة تجمد)، مع توزيع بلورات الثلج فيها بشكل متجانس. أثناء التسامي، لا يحدث تركيز نتيجة الجفاف، مما يجنب حدوث آثار جانبية مثل الرغوة أو الأكسدة الناتجة عن بخار الماء. تتخذ المادة المجففة بنية جافة مسامية تشبه الإسفنج، مع ثبات حجمها تقريبًا، وتذوب بسهولة في الماء لاستعادة حالتها الأصلية. تمنع هذه العملية إلى حد كبير التحلل الفيزيائي والكيميائي والبيولوجي للمادة.

 

تتكون مجففة التجميد من نظام تبريد، ونظام تفريغ، ونظام تسخين، ونظام تحكم كهربائي. تشمل مكوناتها الرئيسية حجرة تجفيف، ومكثف (مصيدة باردة)، ووحدة تبريد، ومضخة تفريغ، وأجهزة تسخين/تبريد. تعتمد آلية عمل مجففة التجميد على تجميد المادة المراد تجفيفها أولاً إلى درجة حرارة أقل من نقطتها الثلاثية، ثم، في ظل ظروف التفريغ، يتم السماح للماء الصلب (الجليد) الموجود في المادة بالتسامي مباشرةً إلى بخار ماء وإزالته، مما يؤدي إلى تجفيف المادة. بعد المعالجة الأولية، تُرسل المادة إلى مستودع تجميد سريع للتجميد، ثم تُنقل إلى مستودع تجفيف للتجفيف بالتسامي، وأخيراً تُعبأ في ورشة معالجة لاحقة. يوفر نظام التفريغ بيئة منخفضة الضغط لحجرة التجفيف بالتسامي، بينما يزود نظام التسخين المادة بالحرارة الكامنة للتسامي، ويوفر نظام التبريد سعة التبريد اللازمة للمصيدة الباردة وحجرة التجفيف.

 

يستخدم هذا الجهاز تسخينًا إشعاعيًا فعالًا، مما يضمن توزيعًا متجانسًا للحرارة على المادة. وهو مزود بمصيدة تبريد فعالة لالتقاط بخار الماء مع قدرة سريعة على إزالة الصقيع، ووحدة تفريغ عالية الأداء لفصل الزيت عن الماء، ونظام تبريد مركزي متوازٍ يوفر التبريد عند الحاجة عبر دوائر متعددة، مما ينتج عنه ظروف تشغيل مستقرة وتوفير في الطاقة. ويضمن نظام تحكم بالذكاء الاصطناعي دقة عالية وسهولة في التشغيل.

تشمل متطلبات الجودة للمنتجات المجففة بالتجميد ما يلي: الحفاظ على النشاط البيولوجي، وتوحيد المظهر واللون، وبنية ممتلئة، وقوام متماسك، وسرعة الذوبان، وانخفاض نسبة الرطوبة المتبقية. وللحصول على منتجات عالية الجودة، يُعدّ الفهم الشامل لنظرية وعمليات التجفيف بالتجميد أمرًا أساسيًا. تتكون عملية التجفيف بالتجميد من ثلاث مراحل: التجميد الأولي، والتسامي، والتجفيف الثانوي. ويُعدّ تقصير دورة التجفيف بالتجميد بشكل معقول وفعّال ذا قيمة اقتصادية كبيرة في الإنتاج الصناعي.