Сублимационная сушка и как это работает

Основной процесс сушки вымораживанием пищи был известен древним перуанским инкам в Андах. Сублимационная сушка или лиофилизация - это сублимация (удаление) содержания воды из замороженных продуктов. Обезвоживание происходит в вакууме и приводит к тому, что растительный или животный продукт замерзает во время процесса. Усадка устраняется или сводится к минимуму, и результаты почти идеального сохранения. Лиофилизированная еда дольше, чем другие консервированные продукты, и очень легкая, что делает ее идеальной для космических путешествий. Инки хранили свой картофель и другие продовольственные культуры на горных высотах над Мачу-Пикчу. Холодные горные температуры заморозили пищу, и вода внутри медленно испарялась под низким давлением воздуха на больших высотах.

В течение Вторая Мировая Войнапроцесс лиофилизации был разработан коммерчески, когда его использовали для сохранения плазмы крови и пенициллина. Сушка сублимацией требует использования специальной машины, называемой сублимационной сушилкой, которая имеет большую камеру для замораживания и вакуумный насос для удаления влаги. Более 400 различных видов лиофилизированных продуктов были коммерчески произведены с 1960-х годов. Двумя плохими кандидатами для сублимационной сушки являются салат и арбуз, потому что содержание воды в них слишком высокое, и они плохо высушивают. Сублимированный кофе - самый известный сублимированный продукт.

Особая благодарность Томасу А. Дженнингс, доктор философии, автор ответа на вопрос "Кто изобрел первый сублимационный аппарат?"

Томас А. Дженнингс, "Лиофилизация: введение и основные принципы"

«Не существует настоящего изобретения сублимационной сушилки. По-видимому, со временем он эволюционировал от лабораторного прибора, который Бенедикт и Мэннинг (1905) называли «химическим насосом». Шекелл взял базовый дизайн Бенедикта и Мэннинга и использовал вакуумный насос с электрическим приводом вместо вытеснения воздуха этил эфир произвести необходимый вакуум. Это был Шекелл, который первым понял, что материал должен быть заморожен перед началом процесса сушки - следовательно, сублимационной сушки. В литературе нелегко найти человека, который первым назвал оборудование, используемое для проведения этой формы сушки, «сушилкой сублимации».

Компания доктора Дженнингса разработала ряд инструментов, которые непосредственно применимы к процессу лиофилизации, в том числе их запатентованные приборы термического анализа D2 и DTA.

Лиофилизированный кофе Впервые был произведен в 1938 году и привел к разработке порошкообразных пищевых продуктов. Компания Nestle изобрела сублимированный кофе после того, как Бразилия попросила его помочь найти решение проблемы излишков кофе. Собственный сублимированный кофе Nestle получил название Nescafe и был впервые представлен в Швейцарии. Tasters Choice Coffee, еще один очень известный сублимированный промышленный продукт, основан на патенте Джеймса Мерсера. С 1966 по 1971 год Мерсер был главным инженером-разработчиком в Hills Brothers Coffee Inc. в Сан-Франциско. В течение этого пятилетнего периода он отвечал за разработку возможности непрерывной сублимационной сушки для Hills Brothers, на что ему было выдано 47 патентов США и иностранных патентов.

В соответствии с Oregon Freeze DryЦелью лиофильной сушки является удаление растворителя (обычно воды) из растворенных или диспергированных твердых веществ. Сублимационная сушка - это метод сохранения материалов, нестабильных в растворе. Кроме того, сублимационная сушка может использоваться для отделения и извлечения летучих веществ, а также для очистки материалов. Основные этапы процесса:

1. Замораживание: продукт заморожен. Это обеспечивает необходимые условия для низкотемпературной сушки.
2. Вакуум: после замораживания продукт помещают в вакуум. Это позволяет замороженному растворителю в продукте испаряться, не проходя через жидкую фазу, процесс, известный как сублимация.
3. Тепло: тепло применяется к замороженному продукту для ускорения сублимации.
4. Конденсация: низкотемпературные пластины конденсатора удаляют испаренный растворитель из вакуумной камеры, превращая его обратно в твердое вещество. Это завершает процесс разделения.

При сушке вымораживанием влага переходит непосредственно из твердого состояния в пар, в результате чего получается продукт с контролируемая влажность, которая не нуждается в приготовлении пищи или охлаждении и сохраняет свой естественный аромат и цвет.

"Дом." OFD Foods, 2017.

Дженнингс, Томас А. «Лиофилизация: введение и основные принципы». 1-е издание, CRC Press, 31 августа 1999 г.