Prehľad
Vákuové sušenie mrazom je pokročilá high-tech technológia dehydratácie. Zmrazuje materiál obsahujúci vodu pri nízkej teplote a potom využíva zahrievanie tepelným žiarením vo vákuu na sublimáciu ľadu priamo do plynu. Po vypustení vody sa voda dehydratuje pomocou ľadového kondenzátora (chladiče) a vákuového zariadenia. Ide o komplexnú aplikačnú technológiu založenú na multidisciplinárnom vývoji vrátane chladenia, vykurovania, vákua, biológie, elektriny atď.
Technológia vákuového sušenia mrazom je široko používaná, ako sú chemické produkty, biológia, zdravotné produkty, bylinky, poľnohospodárske produkty (mäso, hydina, vajcia, morské plody, zelenina a ovocie atď.)
Proces sušenia mrazom
Proces vákuového lyofilizácie v zásade zahŕňa tri hlavné fázy:
1. Prvá fáza, rýchle zmrazenie. Zmrazovaním sa voda v produkte mení z tekutej na tuhú. V tomto štádiu by konečná teplota mrazenia mala byť nižšia ako teplota vlastného eutektického bodu (získaná experimentom), aby sa zabezpečilo úplné zmrazenie materiálu. Rýchlosť tuhnutia materiálu závisí od vlastností rôznych materiálov. Táto fáza využíva na predmrazenie rýchlozmrazovaciu komoru.
2. Druhý stupeň je počiatočný stupeň dehydratácie, známy aj ako stupeň sublimačnej dehydratácie. Zmrazený materiál pod teplotou eutektického bodu sa dehydratuje vo vákuu a voda v ňom sa odstráni sublimáciou. Počas procesu sublimácie by sa teplota vykurovacej dosky a podmienky vákua mali prísne kontrolovať, aby sa zabránilo roztaveniu materiálu alebo aby teplota nebola vyššia ako eutektický bod. Malo by sa tiež zabrániť tomu, aby teplota sušiacej časti bola vyššia ako teplota jej rozpadu a aby sa deformovala alebo dokonca zrútila. V tomto štádiu ohrievacia platňa ohrieva materiál tepelným žiarením, aby poskytla energiu na sublimáciu. Vákuová nádrž musí byť vo vákuovom stave. Kondenzátor ľadu (chladič) zachytí vlhkosť z materiálu a skondenzuje ju na ľad na povrchu cievky odlučovača.
3. Tretí stupeň je stupeň sekundárnej dehydratácie, známy aj ako desorpčné sušenie. Účelom tejto fázy je odstrániť viazanú vodu. Pretože adsorpčná energia viazanej vody je veľká, v tomto štádiu je potrebné poskytnúť veľké množstvo tepelnej energie, to znamená, že teplota vykurovacej platne bude o niečo vyššia, aby sa priblížila k maximálnej teplote, ktorú materiál môže vydržať. Keď vlhkosť materiálu dosiahne špecifikovanú hodnotu, konečná dehydratácia je dokončená. Či je vákuové lyofilizácia dokončené, sa dá posúdiť na základe teplotnej krivky materiálu, stavu vzorky, tvaru a iných skúseností alebo podľa detekcie koncového bodu (zvýšenie tlaku vzduchu).
Výhody lyofilizácie:
V porovnaní s bežným sušením na slnku, sušením horúcim vzduchom, sprejovým sušením a vákuovým sušením má vákuové sušenie mrazom niekoľko vynikajúcich výhod:
a. Vákuové sušenie mrazom je proces dehydratácie pri nízkej teplote, ktorý nezničí bielkoviny, ale spôsobí, že mikroorganizmy stratia svoju vitalitu.
b. Z rovnakého dôvodu sa prchavé zložky, živiny, aróma a chuť v materiáli strácajú veľmi málo.
c. Počas procesu dehydratácie pri nízkej teplote môže mikrobiálny rast a enzýmy len ťažko hrať rolu a pôvodné vlastnosti materiálu sú zachované.
d. Po vysušení sa objem a tvar materiálu nemení a hotový výrobok je hubovitý a nezráža sa. Pri rehydratácii sa vďaka veľkej účinnej kontaktnej ploche rýchlo vráti do pôvodného stavu.
e. Dehydratácia vo vákuu, obsah kyslíka je extrémne nízky, čím sa materiál chráni pred oxidáciou.
f. Vákuové lyofilizácia môže odstrániť 95 %-99,5 % vody v materiáli, vďaka čomu má hotový výrobok dlhú životnosť.
