【2021年版】凍結乾燥機 メーカー12社一覧
凍結乾燥機のメーカー12社を一覧でご紹介します。まずは使用用途や原理についてご説明します。
目次
凍結乾燥機とは
凍結乾燥機は試料から水分を除去するための装置です。
試料を凍結させたまま水分を昇華させることによって、試料の構造の変化を最小限に抑えて水分を除去することができます。
試料を長期間保存する場合、常温保存、冷蔵保存、凍結保存などがよく用いられますが、試料中の水分の影響により、どうしても劣化が防げない物質もあります。
こういう場合にこの凍結乾燥機が使用されます。
凍結乾燥は、密封すれば常温で長期間保存することができます。
しかも他の保存方法に比べて保存している間の装置の維持に必要なコストを抑えられます。
凍結乾燥機には、ラボスケールで使用される小型のものから、製造現場で用いられる大型のものまで様々なサイズがあります。
乾燥能力としては、小型のものは150 mL程度のものから、大型のものは100 Lを超えるものまで、用途に合わせて様々な機種があります。
凍結乾燥機の使用用途
- 食品
フリーズドライ食品と呼ばれるもの
インスタントコーヒーや味噌汁をはじめ、最近では宇宙食や非常食にも用いられています。
長期保存が可能であること、乾燥していて軽いため輸送に向いていること、風味が変わりにくいことなどのメリットがあります。 - 医薬品
加熱せずに粉末化できるため、熱に弱いタンパク製剤、酵素製剤等の注射剤を製造するのに用いられています。
また、動物の精子を凍結乾燥機で保存する研究等も行われています。
凍結乾燥機の原理
凍結乾燥機の原理としては、
1）試料を凍結します。
2）庫内を減圧します。
3）低温で加温し、昇華を促します。
と、いうことになります。
まず、試料を乾燥室中で凍結させ、この状態のまま真空ポンプで減圧します。
（乾燥室は完全に凍結させる必要があるため、-40℃程度が望ましいでしょう。）
真空下では沸点が下がりますので、試料中の水分が液体にならないまま昇華します。
昇華した水蒸気をコールドトラップという装置で冷却してやると、水蒸気が再度氷となります。
この時、乾燥室とコールドトラップの温度差が大きいほど乾燥が早く進みます。
なお、昇華中は昇華熱により周囲の温度が冷えていき、乾燥効率が下がってしまいます。
それを抑えるために若干の熱（試料が融けない程度）を供給してやります。
ちなみに、試料中の水分が液体にならないまま昇華するため、多孔質で表面積が大きくなります。
食品の場合、溶けやすい、水や熱湯で戻しやすいというメリットがありますが、密封を解いてしまうと酸化、吸湿しやすくなり、劣化が進みやすくなります。
参考文献
http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0035043
http://dx.doi.org/10.1016/j.cryobiol.2012.01.010
https://doi.org/10.14894/faruawpsj.6.3_203
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