Сублимационная сушилка
При обычной вакуумной сушке влага в пищевых продуктах испаряется из жидкой в паровую фазу. При сублимационной сушке влага удаляется из продукта сублимацией, т. е. превращением льда непосредственно в водяной пар. Поэтому переноса жидкости из центра масс на поверхность не происходит. По мере высыхания слой льда постепенно отступает к центру, оставляя пустые места, ранее занятые кристаллами льда.
Преимущества и недостатки сублимационных сушилок
Преимущества сублимационной сушки:
- высокое сохранение вкуса;
- максимальное сохранение питательной ценности;
- минимальное повреждение структуры и текстуры продукта;
- незначительное изменение формы, цвета и внешнего вида продукта;
- готовые продукты с открытой структурой, обеспечивающей быструю и полную регидратацию.
К недостаткам процесса сублимационной сушки относятся:
- высокие капиталовложения;
- высокие затраты на процесс сушки.
Этапы сублимационной сушки
Процесс сублимационной сушки включает два основных этапа. Сырые фрукты сначала замораживают обычным способом, а затем сушат в вакуумной камере примерно до 2-14% влажности, пока они еще заморожены.
Скорость замораживания может влиять на способность к восстановлению сублимированных пищевых продуктов, поскольку пористая природа продукта контролируется этим фактором. На процесс удаления паров влияют размер, форма и извилистость пор. Как правило, чем выше скорость замораживания, тем меньше пустот и тем медленнее скорость лиофилизации.
Устройство и принцип действия сублимационной сушилки
Наиболее распространенным типом оборудования для сублимационной сушки является система с камерами периодического действия, похожая на полочную вакуумную сушилку, но имеющая специальные функции для удовлетворения потребностей процесса сублимационной сушки. Материал, подлежащий сушке, укладывают на поддоны, расположенные между нагретыми плитами. Пластины имеют электрический или внутренний нагрев паром, горячей водой под давлением или маслом. Перед подачей тепла в камеру необходимо создать вакуум. Вакуум создается либо механическим насосом, либо паровым эжектором. Быстрое вакуумирование камеры необходимо после загрузки продукта, чтобы гарантировать, что не произойдет оттаивание до начала сушки вымораживанием. Вакуумная система должна поддерживать давление ниже 1 Торр, чтобы продукт оставался замороженным, пока вода присутствует во время цикла сушки. Охлаждающие конденсаторы обычно применяются для конденсации водяного пара, удаляемого из продукта. Поверхность охлаждаемого конденсатора должна поддерживаться при более низкой температуре, чем лед внутри продукта, чтобы обеспечить массоперенос. Для повышения устойчивости сублимированных фруктов при хранении обычной практикой является нарушение вакуума в камере по завершении процесса сушки газообразным азотом, что предотвращает мгновенное поглощение кислорода открытыми порами высушенного продукта. Затем продукт, пропитанный азотом, упаковывают в атмосфере азота в герметичные влагонепроницаемые контейнеры.
Большое количество исследований было сосредоточено на методах улучшения теплопередачи во время сушки вымораживанием. Ранняя практика подачи тепла от нагреваемых полок к высушиваемому сырью, помещенному между ними, ограничивала поток пара, а также обеспечивала неравномерный контакт. Чтобы преодолеть это, между полками поддонами с сырьем используются просечно-вытяжные металлические вставки. Этот процесс называется «ускоренной сублимационной сушкой». Для повышения эффективности процесса сублимационной сушки на некоторых заводах используется несколько камер периодического действия. Также имеются системы непрерывного действия. Потенциальный интерес представляет использование гибридных схем сушки, в которых используется положительное влияние сублимационной сушки на клеточную структуру пищевых продуктов, но снижается стоимость процесса за счет удаления части влаги перед замораживанием или сушкой сублимацией.
Продукты сублимационной сушки
Сублимационная сушка применима к широкому спектру фруктовых продуктов. Основной проблемой является его очень высокая стоимость по сравнению с затратами на консервирование, замораживание или другие методы обезвоживания. Сушка вымораживанием оказалась превосходным методом обезвоживания многих распространенных фруктов, включая чернику, вишню и клубнику.
При сублимационной сушке, как и при других способах обезвоживания, трудно обезвоживать большие куски продукта. По мере увеличения размера кусков продукта растут затраты на сушку вымораживанием, проблемы с качеством и проблемы с восстановлением. Более доступным аналогом сублимационных сушилок в настоящее время являются холодные атмосферные и вакуумно-импульсные сушилки. Они позволяют получать сушеные продукты такого же качества, но при меньших затратах.