MMSPORT РУМУНІЯ Акції

ліофілізація являє собою процес консервації сушіння, що полягає у видаленні води з попередньо замороженого продукту шляхом сублімації під вакуумом (вода в продукті переходить безпосередньо з твердого стану в паровий стан).

Процес ліофільного сушіння відомий ще з давніх інків Анд, які зберігали свою картоплю таким чином на висотах гори Мачу-Пікчу. Низькі гірські температури заморожували їжу, а вміст води легко випаровувався в умовах низького тиску, характерних для великої висоти. Хоча не можна сказати, що він був справжнім винахідником у випадку ліофілізації, серед тих, хто з часом сприяв розвитку ліофілізаційних установок та технологій, з конструктивної точки зору, є Бенедикт та Меннінг. (1905) та Shackell, які вдосконалили свою установку і усвідомили важливість, з технологічної точки зору, заморожування продукту до фактичного процесу ліофілізації. Під час Другої світової війни процедуру в основному застосовували для транспортування плазми крові на фронт. З тих пір і дотепер він часто використовується компаніями у фармацевтичній, косметичній та харчовій промисловості.

Застосування процесу ліофілізації в харчовій промисловості порівняно з іншими процесами зберігання продуктів має наступні переваги:

- Це єдиний процес, при якому вода витягується з органічної речовини, не руйнуючи клітинну структуру і не втрачаючи летких речовин.
- Надає їжі чудові властивості завдяки кращому збереженню та високій здатності до регідратації
- Збереження сенсорних властивостей (текстури, смаку, запаху). Ліофілізований продукт зберігає первісну форму, не піниться, не стискається, не відбувається місцевих концентрацій певних розчинних фракцій.
- Зниження ваги та об’єму. Оскільки вода виводиться майже повністю, вага ліофілізованих продуктів становить від 1/4 до 1/10 від початкової маси. У разі порошкоподібних продуктів зменшення ваги супроводжується еквівалентним зменшенням обсягу, що означає, що транспортування та зберігання є простішими та дешевшими.
- У порівнянні з заморожуванням, ліофілізовані продукти не потребують низьких температур зберігання. На жаль, не всі продукти харчування придатні для переробки цим процесом. Щоб ліофілізуватися, продукт повинен бути вищої якості, мати високий вміст сухої речовини, низький вміст жиру та низький вміст води.

Основними елементами процесу ліофілізації є:

1) Попередні процедури2) Заморожування3) Сублімація (первинне сушіння)4) Вторинне сушіння5) Кондиціонування та упаковка ліофілізованого продукту6) Зберігання ліофілізованого продукту7) Регідратація ліофілізованого продукту для використання

Сублімація - це перетворення стану, яке споживає близько 2800 кДж/кг сублімованого льоду. У зв'язку з цим аспектом ліофілізатору потрібно джерело тепла. Сублімація може відбуватися лише при температурі нижче 0 ° C і при тиску нижче 610 Па (4,58 торр). Для тиску, що використовується для ліофілізації, водяна пара займає величезний об'єм: наприклад, при -25 ° С питомий об'єм пари становить близько 2000 м3/кг сублімованого льоду.

1) Попередня обробка продуктів

Попередня обробка продуктів, що піддаються ліофілізації, має на меті покращення їх якості та може бути:

- механічного та гідромеханічного характеру (сортування, очищення, подрібнення, різання, гомогенізація, калібрування, порціонування, різання, обвалювання)
- фізичної природи (кріоконцентрація, інактивація ферментів, лікування антиоксидантами)
- хімічної природи (додавання захисних добавок, підсилювачів смаку та аромату)

2) Заморожування продукту

Заморожування є практично найважливішою фазою циклу сублімаційного сушіння, від якої багато в чому залежить кінцева якість продукту та його ціна. Заморожування проводиться всередині ліофілізатора, а не у зовнішній морозильній камері, що говорить про внутрішнє заморожування.

Швидке заморожування призводить до утворення в масі продукту дрібних і рівномірно розподілених кристалів льоду, що робить продукт якомога меншим по відношенню до повільного заморожування. Після регідратації добре ліофілізований продукт, який швидко застиг, зазвичай має властивості, дуже близькі до властивостей вихідного продукту.

Для забезпечення гарного висихання остаточні температури замерзання повинні бути досить низькими, щоб практично вся маса води, що міститься у продукті, затверділа. Рекомендовані кінцеві температури замерзання становлять від -40 ° C до -60 ° C.

3) Первинна сушка

Після заморожування з подальшим подрібненням замороженого продукту продукт вводять у приміщення, де повинна проводитися фактична ліофілізація.

У камері ліофілізації тиск знижується за допомогою вакуумного насоса до значення 1 - 0,3 мм рт.ст. на початку первинного висихання. Оскільки потрійна точка води знаходиться під тиском 4,6 нм рт. Ст., З цього випливає, що при будь-якому тиску нижче цього значення єдиними можливими фазовими змінами є сублімація та десублімація.

В результаті вакуумування замороженого продукту, коли загальний тиск нижче потрійної точки, виникає ефект зневоднення продукту сублімацією. Сублімація спричиняє зниження температури продукту на 2 ° C - 15 ° C або більше, з подальшим поверхневим змочуванням продукту.

Оскільки сублімація - це ендотермічна реакція, для її хорошого розвитку необхідна хороша подача тепла ззовні продукту. Таким чином, продукт нагрівається під низьким тиском за допомогою джерела тепла, тепловий потік якого поступово регулюється відповідно до кількості тепла, рівного поглиненому льодом для сублімації.

Потік тепла повинен постійно регулюватися, щоб уникнути часткового або повного розморожування замороженого середовища продукту, перегрівання сухих частин продукту та перегрівання продукту.

Первинне сушіння вважається завершеним, коли воно повністю сублімує всю масу води, яка кристалізується з продукту. Водяна пара, що виникає в результаті сублімації льоду, спрямовується до охолодженого теплообмінника, на поверхні якого вони конденсуються. Цей теплообмінник називають конденсатором установки ліофілізації.

4) Вторинне сушіння

Основна фаза сушіння (сублімація) завершується, коли останній крижаний кристал у продукті сублімується. У цей момент вода, яка все ще міститься в продукті 10 - 30%, знаходиться в рідкому стані і у формі парів. Поглинена вода міцно зв’язується і відіграє роль фільтра, тим самим уникаючи втрати летких речовин.

Ця вода, що поглинається порними стінками продукту, хоча і в невеликих кількостях, шкідливо впливає на хорошу збереженість продукту під час зберігання, і з цієї причини її потрібно видалити. Отже, процес десорбції повинен проводитися таким чином, щоб уникнути потрапляння летких речовин у водяну пару при видаленні води.

Повне видалення води з продукту абсолютно неможливо, що визначає, що для кожного випадку операція десорбції припиняється, коли вміст води у продукті опускається нижче певного мінімального значення.

Стан залишкової вологи, прийнятої у продукті в кінці вторинної фази сушіння, як правило, важкий, варіюється від продукту до продукту і встановлюється в залежності від отриманих раніше експериментальних результатів, природи продукту, упаковки та кондиціонування ліофілізованого продукту, режим і тривалість зберігання та використання продукту.

Температура під час вторинного сушіння становить від 20 ° C до 65 ° C. Тривалість вторинного висихання становить від 1 до 6 годин, що визначається характером продукту, часом установки ліофілізації та бажаною залишковою вологістю.

5) Кондиціонування та упаковка ліофілізованих продуктів

Після завершення вторинної фази сушіння та герметизації приміщення перед сушінням ліофілізовані продукти видаляють із корпусу і рекомендується зберігати 2-3 дні у вакуумних контейнерах великої ємності для гомогенізації залишкової вологи, після чого проводиться кондиціонування. фінал у невеликих упаковках, призначених для розповсюдження користувачеві.

Кондиціонування ліофілізованих продуктів проводиться з метою усунення або зменшення до максимуму причин, що визначають зміни якості продуктів під час зберігання, транспортування та поводження.

Факторами, що впливають на термін придатності ліофілізованих продуктів, є:

- Залишкова волога
- Світло
- кисень
- Механічні пошкодження

Ліофілізовані продукти переважно упаковують у вакуумі або в атмосфері інертних газів (азот, вуглекислий газ, сухе повітря з відносною вологістю 10% - 20%). Матеріали, що використовуються для упаковки, непроникні для газів, ароматизаторів, водяної пари, жиру. Використовувана упаковка повинна бути ідеально закрита.

Системи, що використовуються для пакування ліофілізованих продуктів, загалом:

- Металеві коробки з внутрішнім лаком або без нього, із системою закриття, яка дозволяє упаковувати у вакуумі або в атмосфері інертного газу
- Скляна тара - система, яка дозволяє використовувати широкий діапазон атмосфери в приміщенні, але яка має недоліки, пов'язані з впливом світлових променів на герметичність
- Упаковка на основі пластику

6) Зберігання ліофілізованих продуктів

Загалом, якщо ліофілізація, кондиціонування, упаковка проводились у хороших умовах, то зберігання не означає жодних негативних наслідків для ліофілізованого продукту. Рівень температури зберігання впливає на термін придатності ліофілізованих продуктів. Оптимальна температура зберігання відрізняється в залежності від продукту. Існують ліофілізовані продукти, які вимагають температури зберігання до 0 ° C, тоді як інші можна зберігати при температурі 30 ° C. Знижуючи температуру зберігання, термін зберігання може бути продовжений у деяких випадках більш ніж у 10 разів.

7) Регідратація ліофілізованих продуктів для використання

Порівняно з харчовими продуктами, висушеними іншими способами, ліофілізовані продукти можуть бути регідратовані набагато швидше та повніше. Серія ліофілізованих продуктів, таких як кава, чай, фруктові соки, миттєво регідратацію в гарячому або холодному вигляді, додаючи воду. Якість ліофілізованого харчового продукту оцінюється насамперед за швидкістю його регідратації.

---