Gefriertrocknung

Die Gefriertrocknung, auch Lyophilisierung genannt, ist ein besonders schonender Trocknungsprozess, der sich daher auch für empfindliche Produkte eignet. In der Lebensmittelindustrie werden z. B. hochwertige Früchte und Kaffee als Schüttgut gefriergetrocknet, wobei Aroma und Farbe weitgehend erhalten bleiben. Aufgrund der hohen benötigten Durchsatzleistung werden in diesem Bereich die größten Gefriertrocknungssysteme eingesetzt. Eine Besonderheit sind hier die häufig in der Kaffeetrocknung eingesetzten Durchlauftrocknungssysteme, die mit Vakuumschleusen ausgestattet sind.

Applikationsanforderungen

• Hohe Wasserdampfverträglichkeit

• Lange Wartungsintervalle

• Hohe Zuverlässigkeit

Wie funktioniert es?

Das zu trocknende Material wird zunächst eingefroren und dann in einer Vakuumkammer getrocknet. Im Gegensatz zur konventionellen Vakuumtrocknung erfolgt die Primärtrocknung durch Sublimation. Dies erfordert einen viel stärkeres Vakuum. Das Wasser oder Lösungsmittel wird hierbei direkt vom festen in den gasförmigen Zustand überführt. Die für den Wechsel des Aggregatzustands notwendige Wärme wird z. B. von Heizplatten bereitgestellt. Danach folgt eine optionale Sekundärtrocknung, um den Restfeuchtegehalt des Produkts weiter zu reduzieren. Dies wird durch die Desorption gebundener Feuchtigkeit realisiert. Ein geringer Druck und eine erhöhte Wärmezufuhr fördern die anschließende Trocknung. Der Dampf wird mit einer kalten Desublimationsfalle eingefroren, die oft auch als Kondensator bezeichnet wird.

Vakuumanforderungen

Für den Gefriertrocknungsprozess ist ein Druck unterhalb des Tripelpunktes des verwendeten Lösungsmittels (z. B. Wasser) zwingend erforderlich. Darüber hinaus werden beim Evakuieren unerwünschte Substanzen wie Sauerstoff aus der Trockenkammer entfernt. Während der Arbeitsdruck während der Primärtrocknung üblicherweise zwischen 0,5 hPa und 1*10-2 hPa liegt, kann er während der Sekundärtrocknung oder der Kammerkonditionierung bis zu 1*10-3 hPa betragen.