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真空乾燥は、物質（通常は湿った固体）に含まれる水分を真空状態を作り出すことによって除去する物質移動操作です。
食品加工、薬学、農業、繊維などの化学処理産業では、乾燥は水分を除去するための重要な単位操作です。 [1]真空乾燥は一般に、吸湿性および熱に敏感な物質の乾燥に使用され、真空を作り出してチャンバー内の圧力を水の蒸気圧以下に下げ、水を沸騰させるという原理に基づいています。真空ポンプの助けを借りて、乾燥する物質の周囲の圧力が低下します。これにより、その製品内の水の沸点が下がり、それによって蒸発率が大幅に増加します。その結果、製品の乾燥率が大幅に増加します。[2]真空乾燥プロセスは、周囲圧力と比較して減圧および相対湿度が低い状態で実行されるバッチ操作であり、より速い乾燥を可能にします。
真空乾燥機
真空乾燥機は、真空乾燥を行うための装置です。真空乾燥機は鋳鉄で作られることもありますが、ほとんどはステンレス鋼で作られているため、変形することなく高真空圧に耐えることができます。オーブンは中空のトレイに分割されており、熱伝導の表面積を増やします。オーブンのドアは気密にロックされ、圧力を下げるために真空ポンプに接続されています。
乾燥する材料は真空乾燥機内のトレイ上に保管され、真空ポンプによって圧力が下げられます。乾燥機のドアはしっかりと閉められ、蒸気がトレイとジャケットの間の空間を通過し、伝導によって熱が伝達されます。供給物からの水蒸気は凝縮器に送られ、乾燥後に真空ポンプが切断され、乾燥された製品がトレイから収集されます。
マイクロ波真空乾燥
従来の乾燥方法（対流乾燥など）では、栄養価や食感に大きな変化が生じる可能性がある（メイラード反応による色の濃さなど）ため、医薬品や食品の乾燥にはマイクロ波真空乾燥が代替手段として利用されており、1989年から知られている。[要出典] マイクロ波は乾燥プロセスを高速化し、真空システム内の温度を下げることで、全体的な乾燥サイクル時間と食品の温度による影響を軽減する。[3] [4] [非一次資料が必要]マイクロ波真空乾燥は、乾燥した医薬品や食品の製造に使用できる。[4]ただし、工業用装置では、工業用真空システムで処理する前にサンプルを前処理する必要がある場合があり、従来の方法では、バルク水分含有量を減らすために前乾燥が使用されている。[4] [非一次資料が必要]
アプリケーション
真空乾燥機は、熱に敏感な吸湿性物質や毒性物質の乾燥に使用できます。乾燥対象が溶液の場合、溶媒を凝縮によって回収できるため、真空乾燥機を使用して乾燥できます。果物の保存などの製品の品質を向上させるには、浸透圧脱水とヒートポンプ乾燥、マイクロ波真空乾燥を組み合わせたハイブリッド乾燥が効果的であることが証明されています。[1]
参考文献
- ^ ab Figiel, A; Michalska, A (2016). 「真空マイクロ波を利用した乾燥プロセスが果物と野菜製品の全体的な品質に及ぼす影響」International Journal of Molecular Sciences . 18 (1): 71. doi : 10.3390/ijms18010071 . PMC 5297706 . PMID 28042845.
- ^ サラスワティ B.「真空乾燥機」。www.pharmainfo.net 。2016 年 4 月 5 日に取得。
- ^ プタリンガッパ、ヤシャスウィニ ジャンパンナナヤカコテ;ナタラジャン、ヴェンカタチャラパシー。ヴァルギーズ、タルナ。ナイク、モハン（2022-04-11）。 「モリンガ・オレイフェラ葉の乾燥速度と品質パラメータに対するマイクロ波支援真空乾燥の影響」食品プロセス工学ジャーナル。45 (8)。土井：10.1111/jfpe.14054。ISSN 0145-8876。S2CID 248111713。
- ^ abc Ahrens, G.; Kriszio, H.; Langer, G. (2006). 「食品加工産業におけるマイクロ波真空乾燥」 Willert-Porada, Monika (編) 『マイクロ波および無線周波数処理の進歩』 pp. 426–435. doi :10.1007/978-3-540-32944-2_46. ISBN 978-3-540-43252-4. 2022年7月4日閲覧。