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益生菌真空冷凍幹燥機介紹與分析

  益生菌真空冷凍幹燥機是目前較為先進的幹燥技術,雖然能耗比真空低溫連續幹燥機要高,産量要小,但真空冷凍幹燥機能在某方面還是較之傳統的凍幹機具有很大的優勢的。下面就由小編為大家介紹幾種适用于益生菌的冷凍幹燥方式。

真空低溫連續幹燥機與真空冷凍幹燥機對比圖

  一、益生菌常見的冷凍幹燥機方式

  常見的益生菌冷凍幹燥機是使用托盤或原料翻版闆層來裝載料液,在凍幹機内通過自動運行真空冷凍幹燥程序來進行凍幹。也有采用翻版闆層方式的凍幹機,闆層兩側和後側向上這期,前口呈一定角度向上這期,是一種專門為凍幹原料藥而開發的新型凍幹機。

  與普通托盤的凍幹機相比,原料翻闆凍幹機具有以下優勢:其一,闆層直接裝載藥業,無需凍幹托盤,避免了闆層與托盤質檢摩擦而産生金屬粒子;其二,凍幹機可直接對闆層密閉加料,采用質量流量計對每塊闆層加料進行精确計量控制;其三,藥業直接接觸闆層,真空冷凍幹燥時間減少,提升凍幹效率;其四,闆層有效面積利用率可達100%;其五,減少了托盤的清洗、滅菌、幹燥、驗證等一系列工序和對應的驗證工作,提升效率。

  基于以上優勢,目前國内的益生菌大多采用翻闆凍幹機形式,但目前這種形式在生産過程中還存在以下問題:其一,益生菌原料凍幹後一般硬度都很大,容易結塊,不好破碎,或容易黏闆層,出料不方便;其二,益生菌原料凍幹,裝料一般要求很大,要求凍幹機要規模化,最好連續化;其三,益生菌原料對熱敏感,升華幹燥過程中需要嚴格控制溫度,影響升華速率,凍幹周期較長;其四,凍幹的瞬時升華量大,要求冷凝補水能力強,對設備配置挑戰較大。

  二、益生菌新型冷凍幹燥機方式

  (一)近些年,在益生菌凍幹方面,推出了液氮制粒機,配合凍幹機使用,可以較好的解決上述問題,通過調節液氮制粒機配合凍幹機的形式,其優勢和劣勢如下:

  1,液氮智利速度快,中等規模液氮制粒機的産能可以高達100-200kg/h,短時間内實現将益生菌料液轉變為球狀(顆粒狀)結晶的固态結構,可大大縮短凍幹周期中的冷凍時間。

  2,液氮智利速度快,一台制粒機可以配多台凍幹機,實現連續化生産,大大提升産能。

  3,液氮低溫制冷,在益生菌活性的保存方面更有優勢。

  4,液氮低溫制冷,屬于快速冷凍範疇,可形成均勻一緻的冰晶結構,縮短升華幹燥周期。

  5,液氮制粒後的球狀顆粒,同等面積情況下,其表面積最大,水汽升華通道最大。

  6,液氮制粒後的球狀顆粒,凍幹後還可以繼續維持,不存在黏闆層的現象,出料容易。

  7,相比常規凍幹,需要額外增加中間轉運過程。

  (二)噴霧真空冷凍幹燥機是真空噴霧造粒和動态冷凍幹燥兩種技術的有機結合,其原理是利用水在真空環境下不存在液态,固氣相變點溫度為0.01攝氏度,當加料液體通過霧化器噴入一定的真空環境後,液體表面會迅速汽化,瞬時吸走大量的熱量,使液滴自身的溫度自動降到冰點以下,液滴凍結成微球,這一過程僅需要幾秒鐘即可完成。

  噴霧真空凍幹機在處理益生菌産品方面的優勢如下:

  1,真空噴霧造粒是一種速凍技術,可有效降低液體慢凍濃縮,減少冰晶生長破壞生物細胞。

  2,這種造粒技術制備的微球粒徑均勻、流動性好,凍幹後具有典型多空疏松狀特性,溶水性好。

  3,制粒形成的微球,凍幹傳熱屆面(比表面積)大幅度增加,水汽升華通道擴大,傳質阻力顯著減小,可大大提升幹燥效率。

  4,從進料到出料可在密閉環境下進行,有效規避污染和吸潮等問題

  5,制粒和幹燥是動态的過程,生産效率可以大幅度提升,使連續化、自動化凍幹成為可能。

真空冷凍幹燥機原理圖

  三、益生菌冷凍幹燥機樣式對比分析

  結合上文幾種益生菌真空凍幹機的樣式,綜合對比如下表所示:
 

類型  對比分析
托盤冷凍幹燥機

  1、最早的益生菌原料凍幹形式;

  2、過程中需要大量的人工輔助作業;

  3、西藥額外賠本托盤的清洗、滅菌燈工藝設備。

翻闆層冷凍幹燥機

   1、改良後的益生菌原料凍幹形式,國内主流益生菌廠家采用的凍幹形式;

  2、取消托盤,直接接觸,加快冷熱交換速率,縮短凍幹周期;

  3、适用于大規模生産。

  液氮制粒凍幹機

       1、新型技術,在保持益生菌活性和出料便利性方面具有優勢;

  2、用于益生菌原料的凍幹;

  3、需要額外的液氮制粒設備,國内尚未大規模使用。

  噴霧真空冷凍幹燥機 

       1、新型技術,在保持益生菌活性方面具有優勢;

  2、凍幹後的産品,作為最終成品産出。

  3、可用于特殊服用長河,國内尚未大規模使用。

  五、真空冷凍幹燥機在保持益生菌活性方面具有獨特的優勢,目前有一大部分益生菌産品采用凍幹機進行真空冷凍幹燥後儲存。但是,凍幹過程中面臨活性損失、凍幹周期長、出料開困難等問題,使得真空冷凍幹燥機在益生菌生産上的應用受到一定的限制。近些年,各種凍幹相關的技術,如液氮制粒技術、噴霧凍幹技術、真空低溫技術營運而生,尤其真空低溫幹燥技術,既有噴霧真空冷凍幹燥機的優勢,又能解決噴霧冷凍幹燥機解決不了難題,同時,耗能量大大小于噴霧凍幹機,而産能比噴霧凍幹機的大。相信在未來,真空低溫連續幹燥機将逐步代替大部分包括噴霧真空冷凍幹燥機,助推益生菌幹燥産業鍊的高速發展。

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