高麗人参は糖分を多く含むため、吸湿性が高く、カビや虫害を受けやすく、薬効が損なわれることから、多くの消費者にとって保存が難しい食品です。高麗人参の加工方法の中でも、伝統的な乾燥法では薬効が低下し、見た目も悪くなることがよくあります。一方、真空凍結乾燥機で加工した高麗人参は、ジンセノサイドなどの揮発性成分を含む有効成分を損失なく保持できます。このように加工された製品は「活性高麗人参」と呼ばれることが多く、有効成分の濃度が高くなっています。「両方」凍結乾燥プロの真空凍結乾燥サービスプロバイダーとして、高麗人参の凍結乾燥プロセスに関する詳細な研究を実施し、研究者がより効果的に凍結乾燥作業を実施できるよう支援することを目指しています。
1. 高麗人参の共晶点と熱伝導率の設定方法
凍結乾燥プロセスを開始する前に、高麗人参の共晶点と熱伝導率を決定することが不可欠です。これらの要素は、凍結乾燥機のパラメータ設定に影響するためです。アレニウス（SAアレニウス）イオン化理論とさまざまな科学者による実験に基づくと、高麗人参の共晶点温度は-10℃から-15℃の間であることがわかります。熱伝導率は、冷却消費量、加熱電力、および乾燥時間を計算する上で重要なパラメータです。高麗人参はハニカム状の多孔質構造を持つため、多孔質材料として扱うことができ、定常状態熱伝導法を使用して熱伝導率を測定できます。東北大学の徐成海教授が行った凍結乾燥研究では、熱流束計算式と試験操作を使用して、高麗人参の熱伝導率が0.041 W/(m·K)であることがわかりました。
2. 高麗人参の凍結乾燥工程における重要なポイント
「BOTH」フリーズドライ法では、高麗人参のフリーズドライ工程を前処理、前凍結、昇華乾燥、脱着乾燥、後処理にまとめています。この工程は他の多くのハーブと同様ですが、注意すべき点が数多くあります。四環式フリーズドライ法では、フリーズドライ前に高麗人参を洗浄し、適切な形に整え、直径が均一な高麗人参の根を選ぶことを推奨しています。処理中に高麗人参の表面に銀針を置きます。この準備により、より徹底した乾燥が可能になり、乾燥時間を短縮し、見た目にも美しいフリーズドライ高麗人参が得られます。
予冷時の適切な温度
凍結前段階において、高麗人参の共晶点温度は約-15℃です。凍結乾燥機の棚温度は0℃～-25℃程度に制御する必要があります。温度が高すぎると、高麗人参の表面に気泡が発生したり、縮んだりするなど、実験結果に影響を与える問題が生じる可能性があります。凍結前時間は、高麗人参の直径と凍結乾燥機の性能によって異なります。適切な凍結乾燥機を使用する場合は、高麗人参を室温から約-20℃まで冷却し、凍結前時間を3～4時間に設定すると最良の結果が得られます。
「BOTH」フリーズドライイング社は、研究者が優れた予備凍結結果を得るのに役立つ、さまざまな実験用フリーズドライ装置を提供しています。例えば、「BOTH」PFD-50フリーズドライ装置は、最低温度が-75℃で、棚の冷却速度は60分以内に20℃から-40℃まで低下します。コールドトラップの冷却速度は20分以内に20℃から-40℃まで低下します。棚の温度範囲は-50℃から+70℃で、水の収集容量は8kgです。
昇華乾燥時の操作方法と失敗を避ける方法
高麗人参の昇華乾燥は複雑なプロセスであり、昇華潜熱への継続的な熱供給が必要であり、同時に昇華界面温度が共晶点以下になるように維持する必要があります。このプロセスでは、凍結乾燥した高麗人参の温度を崩壊温度（約-50℃）以下に維持することに特に注意を払わなければなりません。温度が高すぎると、製品が溶けて無駄になってしまいます。スムーズな乾燥を確保するためには、実験の失敗を避けるために、熱入力と高麗人参の温度を正確に制御する必要があります。時間も重要な要素であり、昇華乾燥時間を20～22時間に設定すると最良の結果が得られることが研究で示唆されています。
両方の凍結乾燥機では、オペレーターが設定した凍結乾燥パラメータを装置に入力することで、リアルタイムで手動操作に切り替えることができます。凍結乾燥データは監視でき、処理中いつでもパラメータを調整できます。また、システムは関連データを自動的に監視、検出、記録し、自動アラーム機能や解凍機能などの機能を備え、最適な凍結乾燥結果を保証します。
脱着乾燥時間を約8時間に制御する
昇華乾燥後も、高麗人参の毛細管壁には水分が残っているため、これを取り除く必要があります。この水分を脱着させるには、十分な熱が必要です。脱着乾燥段階では、高麗人参の材料温度を最高50℃まで上げ、チャンバー内を高真空状態に保って圧力差を作り出し、水蒸気の蒸発を促進します。凍結乾燥では、脱着乾燥時間を約8時間に制御することを推奨しています。
高麗人参の適切な後処置
高麗人参の後処理は比較的簡単です。乾燥後、すぐに真空密封するか窒素パージする必要があります。「両方」凍結乾燥の場合、高麗人参は乾燥後に吸湿性が非常に高くなるため、水分を吸収して劣化しないように注意する必要があります。実験室の環境は乾燥した状態に保つ必要があります。
凍結乾燥処理された活性高麗人参は、紅参や天日干しといった従来の方法で乾燥させた高麗人参よりも品質と外観が優れています。これは、活性高麗人参が低温で脱水されるため、酵素が保持され、消化吸収が容易になり、薬効成分も維持されるためです。さらに、低濃度のアルコールや蒸留水に浸すことで、新鮮な状態に戻すことができます。
最後に、「BOTH」フリーズドライ法では、異なるサイズの高麗人参を処理したり、異なるフリーズドライ装置を使用したりすると、フリーズドライ曲線に多少のばらつきが生じることを改めて強調します。実験中は、柔軟な姿勢を保ち、具体的な状況を分析し、フリーズドライのパラメータを調整し、乾燥速度を向上させ、最適なフリーズドライ結果を確保することが不可欠です。
優れた凍結乾燥機は、安定した温度、真空、凝縮効果を提供し、凍結乾燥プロセス中の熱と物質の均一な分布を確保することで、乾燥効率と製品品質を向上させます。さらに、高品質の凍結 ドライヤー研究実験におけるエネルギー消費量とコストを削減し、最終製品の外観と品質を保証します。プロの真空凍結乾燥サービスプロバイダーである「BOTH」フリーズドライイングは、高性能凍結乾燥機の設計とカスタマイズされた真空凍結乾燥ソリューションの提供を専門としており、さまざまな凍結乾燥材料のニーズに正確に対応します。「BOTH」フリーズドライイングの専門チームは、各オペレーターが迅速に習得し、研究と生産の効率を向上させるための包括的かつ専門的な操作ガイダンスを提供することに尽力しています。
投稿日時：2024年12月9日
