Pregled
Vakuumsko sušenje smrzavanjem je napredna tehnologija dehidracije visoke tehnologije. Zamrzava materijal koji sadrži vodu na niskoj temperaturi, a zatim koristi zagrijavanje toplinskim zračenjem pod vakuumskim uvjetima za sublimaciju leda izravno u plin. Nakon ispuštanja vode, voda se dehidrira pomoću ledenog kondenzatora (hladna zamka) i vakuum uređaja. To je sveobuhvatna primjena tehnologija koja se temelji na multidisciplinarnom razvoju, uključujući hlađenje, grijanje, vakuum, biologiju, električnu energiju itd.
Tehnologija vakuumskog sušenja zamrzavanjem široko se koristi, kao što su kemijski proizvodi, biologija, zdravstveni proizvodi, bilje, poljoprivredni proizvodi (meso, perad, jaja, plodovi mora, povrće i voće, itd.)
Postupak sušenja zamrzavanjem
U principu, proces vakuumskog sušenja zamrzavanjem uključuje tri glavne faze:
1. Prva faza, brzo zamrzavanje. Smrzavanjem voda u proizvodu prelazi iz tekućeg u kruto stanje. U ovoj fazi, konačna temperatura smrzavanja trebala bi biti niža od vlastite temperature eutektičke točke (dobivene eksperimentom) kako bi se osiguralo da je materijal potpuno smrznut. Brzina smrzavanja materijala ovisi o karakteristikama različitih materijala. Ova faza koristi komoru za brzo zamrzavanje za prethodno zamrzavanje.
2. Druga faza je početna faza dehidracije, također poznata kao faza sublimacijske dehidracije. Smrznuti materijal ispod temperature eutektičke točke dehidrira se u uvjetima vakuuma, a voda u njemu se uklanja sublimacijom. Tijekom procesa sublimacije, temperatura grijaće ploče i uvjeti vakuuma trebaju biti strogo kontrolirani kako bi se spriječilo taljenje materijala ili da temperatura bude viša od eutektičke točke. Također treba spriječiti da temperatura dijela za sušenje bude viša od njegove temperature raspadanja i da se deformira ili čak uruši. U ovoj fazi grijaća ploča toplinskim zračenjem zagrijava materijal kako bi osigurala energiju za sublimaciju. Vakuumski spremnik mora biti u stanju vakuuma. Kondenzator leda (hladna zamka) uhvatit će vlagu iz materijala i kondenzirati je u led na površini zavojnice hladne zamke.
3. Treća faza je faza sekundarne dehidracije, također poznata kao desorpcijsko sušenje. Svrha ove faze je uklanjanje vezane vode. Budući da je energija adsorpcije vezane vode velika, potrebno je u ovoj fazi osigurati veliku količinu toplinske energije, odnosno temperatura grijaće ploče bit će nešto viša kako bi se približila maksimalnoj temperaturi koju materijal može podnijeti. Kada sadržaj vlage u materijalu dosegne zadanu vrijednost, završna je dehidracija. Je li vakuumsko sušenje smrzavanjem završeno može se procijeniti na temelju temperaturne krivulje materijala, stanja uzorka, oblika i drugog iskustva ili otkrivanjem krajnje točke (povećanje tlaka zraka).
Prednosti sušenja smrzavanjem:
U usporedbi s uobičajenim sušenjem na suncu, sušenjem vrućim zrakom, sušenjem raspršivanjem i sušenjem u vakuumu, sušenje zamrzavanjem u vakuumu ima nekoliko izvanrednih prednosti:
a. Vakuumsko sušenje smrzavanjem je proces dehidracije na niskim temperaturama koji neće uništiti proteine, ali će učiniti da mikroorganizmi izgube svoju vitalnost.
b. Iz istog razloga, hlapljive komponente, hranjive tvari, aroma i okus u materijalu gube se vrlo malo.
c. Tijekom procesa dehidracije na niskim temperaturama, rast mikroba i enzimi gotovo da ne mogu igrati ulogu, a izvorna svojstva materijala se zadržavaju.
d. Nakon dehidracije volumen i oblik materijala se ne mijenjaju, a gotov proizvod je spužvast i ne skuplja se. Prilikom rehidracije, zbog velike učinkovite kontaktne površine, brzo se vraća u prvobitno stanje.
e. Dehidracija pod vakuumskim uvjetima, sadržaj kisika je izuzetno nizak, što štiti materijal od oksidacije.
f. Vakuumsko sušenje smrzavanjem može ukloniti 95%-99,5% vode u materijalu, što omogućuje dug rok trajanja gotovog proizvoda.
