Lypholizer

Jenis-Jenis Lyophilizer

Dalam ilmu pangan dan industri farmasi, lyophilizer (pengering beku) adalah mesin yang menghilangkan air dari bahan yang mudah rusak dan membuatnya tidak perlu disimpan dalam suhu dingin serta dapat digunakan kembali. Ada tiga jenis utama lyophilizer yang digunakan untuk produksi skala industri.

• Lyophilizer Tray: Pengering beku tray memiliki beberapa tray pengering. Bahan tersebut dicairkan dan didinginkan dalam ruang vakum sebelum ditempatkan di tray, tempat bahan tersebut dikeringkan beku. Ruang vakum menghilangkan air dari bahan tanpa memengaruhi struktur kimianya. Setiap tray dikontrol oleh unit kontrol suhu (TCU) yang terpisah, yang memungkinkan kontrol refrigeran dan suhu yang independen. Ini berarti bahwa setiap tray dapat diatur agar paling sesuai dengan bahan tertentu yang sedang diproses di atasnya. Karena jumlah tray yang banyak, mesin-mesin ini biasanya memakan banyak ruang di ruangan dibandingkan dengan jenis lainnya. Salah satu keuntungan utama dari pengering beku tray adalah mesin tersebut dapat menangani volume bahan yang tinggi sekaligus. Metode pemanasan/pendinginan dari atas ke bawah yang digunakan dalam mesin ini juga membuat waktu pemrosesan lebih cepat. Namun karena banyaknya tray di sini, ada kemungkinan yang lebih besar terjadi kontaminasi silang antara bahan yang berbeda.
• Lyophilizer Rak: Seperti pengering beku tray, pengering beku rak menggunakan beberapa rak untuk mengeringkan bahan. Namun, perbedaan yang signifikan adalah mesin-mesin ini hanya memiliki beberapa tingkat dibandingkan dengan pengering beku tray. Karena ada lebih sedikit rak dalam pengering beku rak, mesin ini biasanya memakan ruang yang lebih sedikit di ruangan. Selain itu, metode pemanasan/pendinginan dari atas ke bawah menawarkan waktu pemrosesan yang lebih cepat, dan ada kemungkinan kontaminasi silang yang lebih kecil antara bahan yang berbeda karena ada lebih sedikit rak di sini. Namun produktivitasnya mungkin lebih rendah daripada pengering beku tray. Selain itu, karena hanya ada beberapa tingkat, banyak bahan yang diproses di atasnya mungkin tidak dapat diubah dan berbahaya, yang memerlukan kapasitas refrigerasi yang lebih luas.”
• Lyophilizer Drum Putar: Menurut laporan, hingga 40% makanan yang diproduksi di Amerika Serikat terbuang setiap tahun. Pengering beku drum putar dapat membantu mengubah hal tersebut dengan memanfaatkan kembali makanan yang jika tidak akan terbuang. Mesin ini memiliki ruang silinder kecil tempat bahan dikeringkan, menjadikannya pilihan yang bagus bagi mereka yang ingin mengurangi pemborosan makanan. Pengering beku drum putar dapat mengeringkan berbagai jenis bahan. Makanan yang tidak layak dikonsumsi pertama-tama dikumpulkan dan dikirim ke mesin, tempat makanan tersebut dibersihkan dan dikeringkan sebelum dibekukan pada suhu yang sangat rendah. Udara kemudian dihilangkan dari makanan melalui proses yang disebut sublimasi - ketika es berubah langsung menjadi uap tanpa melalui fase cair - dan yang tertinggal adalah produk yang terdehidrasi. Salah satu keuntungan utama dari pengering beku drum putar adalah mesin tersebut dapat secara signifikan mengurangi pemborosan makanan. Keuntungan lain dari mesin ini adalah mesin ini sering kali memiliki jejak yang kecil dibandingkan dengan jenis pengering beku lainnya; oleh karena itu, cocok untuk fasilitas atau bisnis pengolahan makanan yang lebih kecil. Selain itu, pengering beku drum putar lebih terjangkau daripada jenis lainnya, menjadikannya pilihan yang tepat bagi mereka yang memiliki anggaran terbatas. Namun karena area pengeringan yang lebih kecil, mungkin perlu waktu yang lebih lama untuk memproses makanan dalam mesin ini dibandingkan dengan mesin yang lebih besar dengan area pengeringan yang lebih luas. Selain itu, pengering beku drum putar mungkin hanya dapat menangani jenis makanan tertentu, membatasi apa yang dapat dikeringkan dengannya.

Spesifikasi dan Perawatan Lyophilizer

Terkadang, bahkan spesifikasi kecil pun dapat sangat memengaruhi seberapa baik suatu instrumen menjalankan fungsi utamanya: mengawetkan bahan untuk penggunaan atau analisis di kemudian hari. Oleh karena itu, saat mencari mesin pengering beku bench-top atau pabrik percontohan yang sesuai, perhatikan spesifikasi utama berikut:

• Area rak adalah total luas permukaan rak tempat sampel ditempatkan selama proses pengeringan. Jika ada rak yang lebih besar, itu juga berarti bahwa lebih banyak sampel dapat dikeringkan secara bersamaan. Selain itu, hal ini juga memungkinkan pengeringan lapisan yang lebih tipis, yang menghasilkan waktu pengeringan yang lebih cepat.
• Saat area transfer panas rak memanas, jumlah panas yang ditransfer melalui rak juga meningkat sesuai dengan itu. Waktu pengeringan yang lebih cepat dapat terjadi jika ada lebih banyak luas permukaan bagi panas untuk bergerak dari rak yang dipanaskan ke sampel untuk mengeringkannya.
• Biasanya, rentang suhu mesin pengering beku adalah antara 50 hingga 85 derajat Celcius (°C) untuk pemanasan dan minus 50 hingga 80 derajat Celcius (°C) untuk pendinginan. Namun, hal ini dapat bervariasi tergantung pada jenis mesin pengering beku yang digunakan. Pengeringan produk makanan seperti buah-buahan memerlukan pengering beku dengan suhu pemanasan 60°C untuk mengeringkan buah-buahan dengan cepat dan pada suhu yang tepat, sedangkan produk biologis seperti protein memerlukan suhu yang lebih rendah (hingga -80°C) untuk menjaga integritas struktur dan fungsinya selama proses pengeringan.
• Kapasitas kondensor mesin pengering beku mengacu pada jumlah uap air yang dapat dibekukan dan dihilangkan dari udara dalam periode waktu tertentu, biasanya diukur dalam liter atau galon. Kapasitas ini penting karena menentukan berapa banyak bahan sampel yang dapat diproses oleh pengering beku sebelum kondensor perlu dikosongkan.

Penting untuk diingat bahwa seperti peralatan canggih lainnya, mesin lyophilizer juga membutuhkan perawatan dan pemeliharaan rutin agar dapat bekerja secara optimal dalam jangka waktu yang lebih lama. Berikut adalah beberapa tips tentang cara merawat pengering beku dengan baik:

• Membersihkan unit dari dalam ke luar - ini termasuk permukaan interior maupun rak tempat bahan kering mungkin tertinggal setelah menyelesaikan siklus.
• Menggunakan agen pembersih yang tepat yang tidak meninggalkan residu atau bau berbahaya yang berpotensi mencemari sampel masa depan yang sedang dikeringkan.
• Mengembangkan jadwal untuk pembersihan dan desinfeksi mendalam secara teratur dari pengering beku untuk mencegah penumpukan kotoran atau kontaminasi di area yang sulit dijangkau dari waktu ke waktu.
• Untuk melindungi komponen penting dari kerusakan selama transportasi, penyimpanan, atau pemasangan, perlu dipastikan bahwa semua bagian dikemas dengan baik. Misalnya, saat memindahkan pengering beku secara internasional, pengiriman udara harus digunakan daripada pengiriman laut karena kecepatan pengiriman yang lambat dan waktu pemuatan/pembongkaran kontainer yang lama dapat merusak beberapa komponen sensitif. Mesin pengering beku diawetkan jika diangkut menggunakan metode yang lebih cepat di bawah kondisi yang tepat dengan bahan pengemasan pelindung.
• Hindari sering membuka dan menutup pintu selama siklus berjalan, karena hal ini secara tidak sengaja dapat membahayakan kualitas produk kering dan meningkatkan konsumsi energi hingga 15 persen setiap kali operasi tersebut dilakukan.
• Menggunakan mesin pengering beku hanya untuk tujuan yang dimaksudkan, karena melakukan hal tersebut dapat membuat mesin tersebut terkena bahan atau kondisi yang tidak kompatibel dengan desain dan fungsinya, sehingga menyebabkan kerusakan pada mesin dan bahan yang sedang dikeringkan.

Kapan dan Di Mana Lyophilizer Digunakan?

Lyophilizer terutama digunakan dalam industri makanan dan farmasi. Sebagian besar industri makanan menggunakan lyophilizer ketika mereka tidak ingin mengganggu rasa makanan. Makanan olahan sehat untuk astronot adalah salah satu penerapannya. Mereka juga menggunakan lyophilizer karena membuat makanan menjadi ringan dan mudah dibawa. Makanan seperti sup instan, buah, kopi, dan rempah-rempah adalah kandidat umum untuk lyophilization. Selanjutnya, produk kecantikan seperti vitamin produk perawatan kulit dan probiotik juga merupakan kandidat lyophilizer karena ini adalah senyawa yang rapuh yang mudah rusak. Hasil panen segar juga merupakan kandidat umum lyophilizer yang dapat diproduksi menjadi suplemen untuk pasar yang tidak tertarik pada buah utuh.

Industri farmasi membutuhkan lyophilizer yang memiliki desain berteknologi tinggi dan tingkat akurasi yang tinggi. Di sini, perangkat tersebut sangat berharga karena mendorong penelitian medis dengan menstabilkan senyawa medis, sampel biologis, dan ekstrak jaringan, untuk menyebutkan beberapa aplikasi. Vaksin juga termasuk dalam kategori ini: vaksin perlu diawetkan, dan lyophilizer dapat melakukannya. Enzim, antibodi, dan hormon adalah produk medis lain yang bergantung pada lyophilizer saat memproduksinya. Selain itu, industri desain rekayasa elektronik dan teknologi juga menggunakan lyophilizer ketika mereka harus meningkatkan keandalan komponen elektronik yang sensitif.

Ketika ruang penyimpanan terbatas, lyophilizer sangat berguna karena mereka mengurangi volume produk hingga lebih dari 90%. Aplikasi lyophilizer yang bermanfaat lainnya di berbagai industri meliputi:

• Memproduksi: Ekstrak, Konsentrat Rasa, Minyak Atsiri, dan Teh Herbal dalam Industri Makanan dan Minuman.
• Pakan Hewan: Mengolah Aditif Pakan Hewan dan Suplemen Nutrisi.
• Bioteknologi: Dalam Bidang Bioteknologi, Lyophilization Digunakan untuk Menyimpan dan Mengawetkan Mikroorganisme, Kultur Sel, Plasmid, dan Konstruksi Genetik.
• Nutraseutikal: Merumuskan dan Mengawetkan Kultur Probiotik, Prebiotik, dan Senyawa Nutraseutikal.
• Preservasi Kosmetik: Mengawetkan Bahan Aktif Biologis, Peptida, dan Ekstrak Sel dalam Industri Kosmetik dan Perawatan Pribadi.
• Uji Klinis: Lyophilization Digunakan Secara Luas dalam Penelitian Uji Klinis untuk Menstabilkan Kandidat Obat untuk Pengujian dan Evaluasi.
• Pengemasan Pelindung: Lyophilization Digunakan untuk Membuat Spora Mikroba yang Dikeringkan Beku sebagai Bioindikator dan Untuk Pengujian Sterilitas dalam Kontrol Kualitas dan Validasi.

Cara Memilih Lyophilizer

• Aplikasi:

  Sebelum membeli lyophilizer, pembeli harus memikirkan untuk apa mereka akan menggunakan mesin tersebut. Bidang yang berbeda, seperti perawatan kesehatan, pengolahan makanan, dan manufaktur kimia, memiliki kebutuhan yang berbeda. Beberapa mungkin membutuhkan mesin yang dapat menangani jumlah yang besar, sementara yang lain mungkin membutuhkan mesin yang tepat untuk bahan yang rapuh. Mengetahui kebutuhan yang dikembangkan seseorang membantu dalam menemukan mesin yang sesuai untuk pekerjaan seseorang.

• Anggaran:

  Lyophilizer bekerja dengan mengambil air dari zat, biasanya makanan. Prosedurnya memakan waktu dan mahal. Oleh karena itu, bijaksana untuk membuat anggaran sebelum membeli untuk meminimalkan pengeluaran yang berlebihan. Pasarnya sangat besar, menawarkan banyak produk dengan harga yang berbeda. Harga dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti pembuatan, merek, kerumitan, dan spesifikasi. Model yang lebih murah memang menghemat uang, tetapi mungkin memerlukan penggantian dan perbaikan suku cadang yang sering.

• Kualitas:

  Saat berbelanja untuk lyophilizer, penting untuk mencari kualitas seperti ketahanan, keandalan, dan efisiensi. Seseorang tidak harus membeli mesin dengan fitur yang tidak perlu dan operasi yang rumit. Membaca ulasan adalah cara yang sederhana dan efektif untuk mempelajari lebih lanjut tentang suatu produk. Pilih model populer dengan ketersediaan suku cadang untuk memastikan layanan dan dukungan di masa depan.

• Ukuran:

  Memahami apa yang ingin digunakan seseorang untuk lyophilizer akan membantu menentukan ukuran mesin yang tepat. Apakah seseorang ingin memproses batch kecil atau volume besar? Apakah ruang lantai menjadi masalah? Apakah seseorang membutuhkan sesuatu yang portabel? Menjawab semua pertanyaan ini akan berguna saat mempersempit pilihan. Dalam banyak kasus, lebih besar tidak selalu lebih baik jika memakan banyak ruang berharga di fasilitas.

T&J

T1: Apa tren di pasar lyophilizer?

J1: Pasar lyophilizer global diperkirakan akan tumbuh dari $349 juta pada tahun 2020 menjadi $417 juta pada tahun 2021 dengan tingkat pertumbuhan tahunan gabungan (CAGR) sebesar 19,63%, dan selanjutnya diperkirakan akan tumbuh menjadi $610 juta pada tahun 2025, dengan CAGR sebesar 13,73%.

T2: Apa saja beberapa modifikasi yang dilakukan pada lyophilizer untuk memenuhi kebutuhan khusus?

J2: Banyak lyophilizer modern memiliki fitur yang membuatnya lebih hemat energi. Ini mungkin melibatkan pengoptimalan sistem pemanasan dan pendinginan atau memasukkan sumber energi terbarukan ke dalam bauran energi untuk mesin. Modifikasi lain yang dapat dilakukan pada lyophilizer adalah mengintegrasikannya dengan mesin pengolahan lainnya. Misalnya, menggabungkan lyophilizer dengan pengering semprot dapat menciptakan sistem hibrida yang memanfaatkan keuntungan dari kedua teknik tersebut. Ini mungkin berguna untuk memproses bahan yang sulit dikeringkan menggunakan salah satu metode saja.

T3: Apakah ada area di lyophilizer yang rentan terhadap kontaminasi mikroba?

J3: Banyak lyophilizer memiliki area yang rentan terhadap kontaminasi mikroba. Ini termasuk filter, sistem vakum, kondensor, saluran transfer, dan port sterilisasi. Pemantauan dan pengujian mikroba secara teratur sangat penting untuk deteksi dini dan pencegahan kontaminasi potensial. Menyoroti pentingnya pemeliharaan rutin, pengujian mikroba, dan penanganan lyophilizer dengan hati-hati dapat sangat mengurangi risiko kontaminasi dan memastikan integritas peralatan.