הקפאת פירות יבשים ואבקות ירקות הם קלים וקלים לנשיאה ולהובלה. ניתן למצוא בכל מקום פרוסות פרי ירוק מיובש בהקפאה, מרק אינסטנט נוח מיובש בהקפאה, פירות ים מיובשים מיובשים בהקפאה, ירקות וכן הלאה. טכנולוגיית ה-Vacuum freeze-drying (vacuum freeze-drying) בתעשיית המזון תוארה כאחד הסמלים החשובים של הקידמה הטכנולוגית בתעשיית המזון במאה ה-20. אז מהי מגמת הפיתוח של טכנולוגיה ומוצרים לייבוש פירות וירקות בהקפאה?
מהו העיקרון של טכנולוגיית אבקות פירות יבשים וירקות בהקפאה?
מים יכולים להיות במצב מוצק, נוזלי וגזי 3 מצבים. כאשר הלחץ האטמוספרי מופחת לרמה מסוימת (610.5 Pa), נקודת הרתיחה של המים ונקודת הקיפאון חופפות. בשלב זה, מולקולות מים יכולות להתממש בטמפרטורות נמוכות מקרח להפיכה ישירה של קיטור, תהליך זה מכונה סובלימציית מים. טכנולוגיית ייבוש בהקפאה בוואקום היא על ידי הקפאת החומר הרטוב מתחת לטמפרטורת הנקודה האוטקטית. הוא מנצל את עקרון הסובלימציה של מים, טכנולוגיית הייבוש המסירה ישירות את מולקולות המים בחומר בתנאי לחץ נמוך. ואדי המים הסובלימים בחומר נלכדים על ידי מעבה אדי המים במערכת הוואקום. כך משיגים תקופת אחסון ארוכה. יציבות המערכת ותפקוד תזונתי של מוצרי התייבשות מלאה.
ניתן לחלק את תהליך הייבוש בהקפאה לשלושה שלבים עיקריים. הם שלב ההקפאה, שלב ייבוש הסובלימציה (השלב הראשון של הייבוש) ושלב הייבוש ברזולוציה (השלב השני של הייבוש).
• שלב ההקפאה:
שלב זה מקפיא בעיקר כמות גדולה של מים חופשיים בחומר הרטוב למצב מוצק. בדרך כלל על פי החומרים השונים כדי לקבוע את טמפרטורת ההקפאה המתאימה של נקודת ההתכה המשותפת. מכיוון שהחומר נמצא במצב קפוא. מערכת החומרים במצב יציב. קיים מתאם משמעותי בין קצב ההקפאה לפני ההקפאה לבין סוג החומר המיובש בהקפאה. הקפאה מהירה יוצרת גבישי קרח קטנים יותר ומשפיעה פחות על המבנה התאי של החומר. לעומת זאת, ההקפאה האיטיתלהקפיא אבקות של פירות וירקות יבשיםתהליך יוצר גבישי קרח גדולים יותר. מבנים דמויי נקבוביות גדולים יותר נותרים מאחור, ובכך מעדיף סובלימציה של מים. עם זאת, גבישי הקרח הגדולים יותר יהרסו את המבנה המקורי של התאים. יש לו השפעה מסוימת על המבנה הארגוני של פירות וירקות מיובשים בהקפאה וחומרים ביו-אקטיביים נלווים.
• שלב ייבוש סובלימציה (שלב ראשון ייבוש):
שלב זה דורש חימום מתאים של החומר. הפוך את החומר במצב קפוא של מצב חופשי של סובלימציה של מים. כ-90% מכלל המים בחומר מוסרים בתקופה זו. פירות וירקות שונים בשל הרכב החומרים שלו, תכולת הלחות, פיזור הלחות ומצב הלחות ומאפיינים אחרים של ההבדלים. וכתוצאה מכך סובלימציה של מים בשלב זה של החום הנדרש ישנם גם הבדלים. השלב צריך להבטיח שהטמפרטורה לא תעלה על טמפרטורת נקודת השילוב של החומר עצמו, אלא גם יותר מטמפרטורת הסובלימציה של המים. אם טמפרטורת הסובלימציה גבוהה מדי מעל הנקודה האוטקטית. החומרים יהיו בשל מערכת הפחתת צמיגות המים וקריסת נפח, שינוי צבע, בועות ותופעות אחרות. לכן, טמפרטורת הסובלימציה של פירות וירקות קרובה לנקודה האוטקטית, במקביל יותר מנקודת הסובלימציה של המים מתאימה.
• שלב ייבוש ברזולוציה (שלב שני ייבוש):
בהתבסס על השלב הקודם, שלב זה ממשיך להסיר כ-10% מסובלימציית המים הקשורים שלא הוסרה בשלב הראשון. שלב זה דורש ואקום גבוה מספיק כדי להבטיח שלמים הקשורים המומסים יש כוח מספיק כדי לברוח מהחומר. בנוסף, מכיוון שהרזולוציה של המים הקשורים דורשת רמת אנרגיה גבוהה, יש צורך לוודא שהטמפרטורה בשלב זה מגיעה לרמה מסוימת. בשל הרכב החומרים, הצורה ותכולת המים השיורית של חומרים שונים, זמן הרזולוציה הספציפי צריך להיקבע על פי התכונות הבסיסיות של חומרים ספציפיים.
מהי מגמת פיתוח טכנולוגיית ייבוש בהקפאה ואקום?
(1) מחקר התאמת עיבוד פירות וירקות לייבוש בהקפאה
לזנים שונים של פירות וירקות יש צבע, מרקם, טעם ותפקודים תזונתיים שונים. הכינו זנים שונים של חומרי גלם מוצרים מיובשים בהקפאה באיכויות שונות, לא כל חומרי הגלם מתאימים לייבוש בהקפאה. מבחינת ייבוש בהקפאה של פירות וירקות, עם בסיס חומרי שונה של חומרי גלם, ישפיעו משמעותית על התאמתו לעיבוד בתהליך הייבוש בהקפאה. גם הרכב החומר והמבנה הארגוני של החומר עצמו משפיעים יותר על איכותולהקפיא אבקות של פירות וירקות יבשים. כי החומר לאחר ייבוש בהקפאה איבד את רוב המים. לכן, הרכב החומרים של חומר הגלם עצמו קובע את הצבע הסופי, הטעם, המרקם והתפקוד התזונתי של המוצר המיובש בהקפאה.
• מנגנון יצירת איכות ייבוש בהקפאה וטכנולוגיית בקרה
קודם כל, זהו מנגנון היווצרות האיכותי וטכנולוגיית הבקרה של צבע, טעם ומרקם. שינוי הצבע של ייבוש אוויר חם קשור בדרך כלל להשחמת המוצר (תגובה אנזימטית או לא אנזימטית) או פירוק פיגמנט. בניגוד לייבוש רגיל באוויר חם, שינויי צבע במהלך ייבוש בהקפאה עשויים לנבוע מנוכחות של מבני נקבוביות בדגימה המיובשת בהקפאה. מבנים אלה מפזרים את האור המוחזר, וגורמים לשינוי הצבע. הצטמקות או קריסה של מזון קפוא עקב סילוק הלחות היא בעיה מרכזית בשלב הסובלימציה. לחצים נמוכים יותר של סובלימציה (ואקום גבוה יותר) עלולים לעתים קרובות להפחית את קצב התמוטטות המזון וייצורולהקפיא אבקות של פירות וירקות יבשיםעם צפיפות אריזה נמוכה יותר ומבנים נקבוביים יותר. בנוסף, היווצרות גבישי קרח בשלב שלפני ההקפאה עלולה לשבש את המבנה הסלולרי של הדגימה. זה מביא למרקם רך יותר של המוצר. מהירויות הקפאה איטיות יותר יכולות להוביל להיווצרות גבוהה יותר של גבישי קרח. זה מוביל להפרעה סלולרית יותר במהלך ההקפאה ולפיתוח מאפייני מרקם רך יותר.
והפרעה זו בשלמות הרקמות של הפירות השונים תגרום לפחות מוצקות של דגימות הפירות. השני הוא מנגנון היווצרות איכות תפקודית תזונתית וטכנולוגיית ויסות. מאז תהליך ההתייבשות של ייבוש בהקפאה מתבצע בתנאי טמפרטורה נמוכה ללא מים נוזליים. לכן, בהשוואה לשיטות ייבוש מסורתיות, טכנולוגיית הייבוש בהקפאה מפחיתה או מבטלת מאוד פעילות מיקרוביאלית ותגובות כימיות. נמצא כי אובדן התרכובות הביו-אקטיביות (כגון סך הפלבנואידים, פלבנולים, קטצ'ינים ופנולים) בדגימות מיובשות בהקפאה הוא זניח.
• טכנולוגיה דלת פחמן חסכונית באנרגיה לפני טיפול
טיפול מקדים בחומר יכול לשפר ביעילות את יעילות הייבוש. להשיג את המטרה של ייעול איכות המוצר, הפחתת צריכת האנרגיה והפחתת פליטת הפחמן. לדוגמה, לפני ייבוש בהקפאה, השימוש בטיפול מקדים קולי. באמצעות האנרגיה התרמית ואפקט הקוויטציה האולטרסאונד הנוצר על ידי האינטראקציה בין גלים קוליים ומדיה. יוצרים תעלות מיקרו-נקביות בחומר. הסר במהירות חלק מהלחות בחומר. קצר את זמן הייבוש והשיג את האפקט של הפחתת צריכת האנרגיה. בנוסף, בשילוב עם טיפול בשדה חשמלי פועם במתח גבוה, זה יכול לשפר את החדירות של קרום התא על בסיס המבנה הארגוני של החומר אינו נהרס. זה למעשה מקצר את זמן הייבוש בהקפאה ומפחית את עלות התפעול. במקביל, ישנם גם ממצאי מחקר על טיפול מקדים בקירור ואקום של חומרים מיובשים בהקפאה. הוא יכול ליצור תעלות מיקרו-נקביות בשכבת הפנים של החומר, ובכך להפחית את ההתנגדות לסובלימציה של גבישי קרח בתוך החומר, לשפר את מהירות הסובלימציה ולקצר את זמן הייבוש.
• טכנולוגיית ייבוש בהקפאה בוואקום
טכנולוגיית ייבוש בהקפאה בוואקום וטכנולוגיות ייבוש אחרות יכולות לפצות על החסרונות של טכנולוגיית ייבוש בהקפאה יחידה עם צריכת אנרגיה גבוהה. במקביל ניתן להשיג גם פירות וירקות מיובשים בהקפאה באיכות גבוהה. טכנולוגיית ייבוש מפרק ייבוש בהקפאה ואקום מבוססת על המאפיינים הבסיסיים של החומר, שתי טכנולוגיות הייבוש או יותר כדי להשלים את יתרונותיה של זו כעקרון של התייבשות החומר בשלבים, על מנת להפחית את עלויות התפעול של ייבוש החומר, לשפר איכות הלהקפיא אבקות של פירות וירקות יבשיםולשמור על התכונות הפיזיקליות והכימיות של החומר במידה המרבית.
• ציוד לייבוש ואקום בהקפאה חסכוני באנרגיה ודל פחמן
כפי שהוזכר לעיל, צריכת אנרגיה היא בעיה ארוכת שנים בייבוש בהקפאה. כמו מערכת החימום החשמלי מספקת בעיקר אנרגיה לסובלימציה של מים מוצקים בחומרים רטובים. הוא מורכב ממספר תנורי חימום חשמליים בלבד, כך שהמקום לחיסכון באנרגיה קטן יחסית. כיום, מערכת הקירור של ציוד ייבוש בהקפאה ואקום ביתי מאמצת בדרך כלל מערכת קירור דו-שלבית של מדחס ומערכת קירור דחיסה חופפת בטמפרטורה נמוכה. הראשון חל בעיקר על ציוד ייבוש בהקפאה ואקום בקנה מידה גדול בקנה מידה גדול, צורת עבודה מקוררת במים. האחרון חל בעיקר על ציוד בדיקת ייבוש בהקפאה ואקום קטן. לצורת פעולה מקוררת אוויר, שני מצבי הפעולה צריכים להיות מצוידים במאווררים ומשאבות מים. נכון לעכשיו, על מנת להשיג את המטרה של חיסכון באנרגיה ופחמן נמוך. ניתן להשתמש במערכת הקירור החדשה כדי להחליף את המשאבות המסורתיות בתדר קבוע ומאווררים בתדר קבוע במשאבות בתדר משתנה ומאווררים בתדר משתנה. בנוסף, לאור הפרש הקיבולת בין מייבשי הקפאה קטנים למייבשי הקפאה בינוניים וגדולים. ניתן להשתמש במדחסים בקיבולת משתנה. כגון בציוד ייבוש ההקפאה בוואקום הבדיקה הקטן באמצעות מדחס גלילה להחלפת מדחס הבוכנה, ובציוד בינוני וגדול באמצעות מדחס בורג להחלפת מדחס הבוכנה, כדי להפוך את המדחס ואת מכונת ייבוש הוואקום להקפיא אנרגיה התאמה, להשיג את התפקיד של הפחתת צריכת האנרגיה וכן הלאה.
ל-Guanjie יש מפעלים משלנו וקווי ייצור מיובשים בהקפאה לעצמאות. והתמקדנו בזהלהקפיא אבקות של פירות וירקות יבשיםבמשך 20 שנה. אם אתה מעוניין בפירות היבשים שלנו, מוזמן לשאול אותנו:info@gybiotech.com.
