Блог

Что такое сублимационная сушка

Время чтения - 10 минут
Дата публикации — 20 декабря 2021
Евгений
Ведущий инженер
Сублимационная сушка - технический процесс возгонки воды в пар напрямую изо льда. минуя жидкое агрегатное состояние. Впоследствии проводится десорбция воды из просушенного слоя. Широкое применение инновационная методика находит в производстве пищевых продуктов высокого качества, а также фармацевтических препаратов и биологических материалов, таких как:

  • клетки млекопитающих
  • бактерии
  • вакцины
  • белки

Исходная продукция при сушке посредством вакуума сохраняет свои питательные и биологические свойства:

  • запах
  • вкус
  • содержание витаминов
Сублимационная сушка ранее находила широкое применение в космонавтике и при выполнении военных заказов. На сегодняшний день инновационная технология крайне востребована для приготовления "долгоиграющих" пищевых продуктов.
Посредством сублимационной сушки можно консервировать:

  • фруктовые и овощные заготовки;
  • молочные изделия;
  • мясные и рыбные консервы;
  • каши и супы быстрого приготовления;
  • грибы и приправы.

Продукты могут содержать как свободную воду, так и связанную в ее различных агрегатных состояниях. Связанная вода не замерзает вовсе, поэтому в процессе сублимационной сушки необходимо удалять полностью остатки жидкости в любых ее вариантах.

    Этапы вакуумной сушки

    Лиофилизация - многоступенчатый процесс, который включает в себя следующие этапы:

    • заморозка продукта - при повышенном давлении;
    • первичная сушка - при пониженном давлении, включает в себя сублимацию льда;
    • вторичная (десорбционная) сушка - придание продукту требуемой конечной влажности.

    Цена готового продукта во многом определяется длительностью сублимационной сушки. Поэтому предполагается максимальное сокращение параметров данного процесса. Однако слишком быстрая сушка может испортить продукт. К примеру. повышение температуры нагревателя для полки приводит к размораживанию и последующему термическому разложению предназначенных для сушки ингредиентов.
    Необходимо подбирать условия сублимационной сушки так, чтобы вода не растапливалась, а сразу возгонялась в пар. Жидкая вода способна изменять такие свойства продукта, как:

    • цвет
    • состав
    • структура
    • текстура

    Подобные изменения сокращают период длительного хранения, поэтому зависимость данных пищевых качеств от параметров вакуумной сушки крайне высока.

    Широкое распространение получило субъективное мнение, что лучший вариант сушки готовых продуктов - это именно сублимация. Однако неправильно подобранные технологические параметры при сушке в вакууме влекут за собой следующие негативные последствия:

    • изменение цвета
    • усадка
    • смятие структуры

    1 этап - замораживание исходного сырья

    Процесс замораживания включает в себя кристаллизацию растворителя (воды). При достижении температуры замерзания, вода начинает кристаллизироваться. При этом клеточный сок или раствор криоконцентрируется. Таким образом, замораживать продукт следует так, чтобы избежать содержания кристалликов льда в конечном продукте.

    В сублимационной сушке важную роль играет скорость замораживания, которая полностью зависит от типа обрабатываемого материала. Кристаллики льда должны быть достаточно крупными, чтобы в кратчайшее время обеспечить условия первичной сушки. Однако для вторичной сушки тот же размер должен быть уже гораздо меньше.

    Сублимация - первичная сушка

    Данный период сублимационной сушки предполагает полную сублимацию льда. Проектирование процессов лиофилизации должно тщательно учитывать следующие параметры:

    • интенсивность подвода тепла;
    • давление в камере для сублимации.

    Методика нагрева определяет уровень потока подводимого тепла. При контактном нагреве необходимо устанавливать соответствующую температуру полки для сушки. После нагрева материала посредством инфракрасных излучателей, необходимо выбрать:

    • диапазон инфракрасного излучения;
    • расстояние от материала;
    • интенсивность излучения;
    • интенсивность микроволн.

    Для продолжения процесса сублимации необходимо выполнить 2 основных условия:

    1. Из зоны сублимации должен постоянно удаляться сублимационный пар
    2. Для поддержания перепада давления необходимое для сублимации тепло должно подаваться непрерывно.


    Десорбция - вторая сушка

    Пост-сушка или десорбция - процесс, проводимый при нагревании продукта с одновременным повышением давления. Для каждого типа сырья при этом содержание воды определяется индивидуально. Скорость сушки на данном этапе значительно снижена в сравнении с сублимацией.

    Вещества могут находиться в аморфном или кристаллическом состоянии, в зависимости от базовых условий замораживания и химического состава. Содержание воды в случае повышенного количества аморфных компонентов потенциально влияет на стабильность продукта в процессе длительного хранения.

    Во время десорбционной сушки температура нагрева должна быть ниже температуры термического разложения. Она зависит от условий сушки, специфики каждого отдельного материала и определяется в индивидуальном порядке. Для белковых препаратов максимальная температура должна быть менее 40 С, а для фруктов, овощей и пищевых продуктов она может достигать 60-70 С. Выполнение данного условия оказывает влияние на стабильность хранения.

    Применение
    Сублимационная сушка широко применяется для изготовления:

    • заквасок, ферментов;
    • лекарственных препаратов;
    • экстрактов целебных трав.

    Инновационная технология позволяет сохранять в течение длительного промежутка времени все полезные составляющие сырья. Сублимационная вакуумная сушка - наиболее современная методика консервирования биопрепаратов и микроорганизмов. Она позволяет обеспечить высокую регенерацию при минимальных затратах на сам процесс консервации.


    Понравилась статья?

    Еще статьи

    Онлайн заявка
    Заполните форму, и наш инженер перезвонит вам.
    Made on
    Tilda