I: مزايا مجففات التجميد
توجد طرق تجفيف متنوعة، مثل التجفيف الشمسي، والغلي، والخبز، والتجفيف بالرش، والتجفيف الفراغي، ولكن طرق التجفيف التقليدية تُجرى عادةً عند درجات حرارة أعلى من الصفر المئوي. تعاني المنتجات الناتجة عمومًا من انخفاض في الحجم وتصلب، مع فقدان معظم المكونات المتطايرة، وتلف أو تعطيل بعض المواد الحساسة للحرارة، بل وتأكسد بعضها. لذلك، تختلف خصائص المنتج المجفف اختلافًا كبيرًا عن خصائصه قبل التجفيف.
يُجرى التجفيف بالتجميد عمومًا عند درجة حرارة أقل من الصفر المئوي، أي في حالة التجميد. في المراحل اللاحقة فقط، عند تقليل نسبة الرطوبة المتبقية، تُرفع درجة حرارة المنتج إلى ما فوق الصفر المئوي، ولكن لا تتجاوز عادةً 40 درجة مئوية. في ظروف الفراغ، عندما يتسامى بخار الماء مباشرةً، يبقى الدواء داخل الإطار الجليدي المتكون أثناء التجميد، مما يُنشئ بنية مسامية إسفنجية. لذلك، يبقى حجمه ثابتًا تقريبًا بعد التجفيف. وقبل إعادة استخدامه، يذوب فورًا عند إضافة الماء للحقن.
بالمقارنة مع الطرق التقليدية، يوفر التجفيف بالتجميد المزايا التالية:
1. لا تتغير طبيعة العديد من المواد الحساسة للحرارة أو تفقد فعاليتها.
2. أثناء التجفيف بدرجة حرارة منخفضة، يكون فقدان بعض المكونات المتطايرة في المادة ضئيلاً.
3. يُثبط نمو الميكروبات والنشاط الإنزيمي أثناء التجفيف بالتجميد، مما يحافظ على الخصائص الأصلية.
4. نظرًا لأن التجفيف يحدث في حالة تجميد، يبقى الحجم ثابتًا تقريبًا، مما يحافظ على البنية الأصلية ويمنع التركيز.
5. بما أن الماء في المادة يتواجد على شكل بلورات جليدية بعد التجميد الأولي، فإن الأملاح غير العضوية المذابة في الماء تتوزع بالتساوي في جميع أنحاء المادة. أثناء التسامي، تترسب المواد المذابة في الماء، مما يمنع تصلب السطح الناتج عن الأملاح غير العضوية التي تحملها الرطوبة المنتقلة من باطن المادة إلى سطحها، وهو ما يحدث في طرق التجفيف التقليدية.
6. تكون المادة المجففة رخوة ومسامية، ذات طبيعة إسفنجية، وتذوب بسرعة وبشكل كامل عند إضافة الماء، وتستعيد خصائصها الأصلية على الفور تقريبًا.
7. نظرًا لأن التجفيف يتم تحت فراغ مع كمية قليلة جدًا من الأكسجين، فإن بعض المواد سهلة التأكسد تبقى محمية.
8. يمكن للتجفيف إزالة ٩٥٪ إلى ٩٩٪ أو أكثر من الرطوبة، مما يسمح بتخزين المنتج المجفف لفترة طويلة دون أن يفسد.
9. نظرًا لأن المادة تكون في حالة تجمد عند درجة حرارة منخفضة جدًا، فإن درجة حرارة مصدر الحرارة المطلوبة ليست عالية؛ فالسخانات التي تعمل في درجة حرارة الغرفة أو درجات حرارة منخفضة كافية. إذا كانت حجرة التجميد وحجرة التجفيف منفصلتين، فإن حجرة التجفيف لا تحتاج إلى عزل، مما يقلل من فقد الحرارة ويؤدي إلى استخدام اقتصادي للطاقة الحرارية.
II: عيوب مجففات التجميد
العيب الرئيسي لتقنية التجفيف بالتجميد الفراغي هو تكلفتها العالية. نظرًا لأنها تتطلب ظروف فراغ ودرجات حرارة منخفضة، فإن مجففات التجميد الفراغية تحتاج إلى تجهيزها بنظام فراغ ونظام درجات حرارة منخفضة، مما ينتج عنه تكاليف استثمار وتشغيل مرتفعة نسبيًا.