MMSPORT ROMÁNIA Akciók
liofilizálás egy szárítási tartósítási eljárás, amelynek során az előfagyasztott termékből a vizet vákuum alatt szublimálva eltávolítják (a termékben lévő víz közvetlenül a szilárd állapotból a gőz állapotba kerül).
A fagyasztva szárítás folyamata az Andok hegység ősi inkái óta ismert, akik burgonyájukat így tárolták a Machu Picchu-hegy magasságában. Az alacsony hegyi hőmérséklet lefagyasztotta az ételt, és víztartalmuk alacsony nyomáson, nagy magasságra jellemző körülmények között könnyen elpárolog. Bár nem mondható el, hogy a liofilizálás esetében valódi feltaláló volt, azok között, akik konstruktív szempontból idővel hozzájárultak a liofilizáló létesítmények és technológiák fejlesztéséhez, Benedict és Manning. (1905) és Shackell, akik tökéletesítették telepítésüket és felismerték a termék fagyasztásának fontosságát technológiai szempontból a tényleges liofilizálási folyamat előtt. A második világháború alatt az eljárást elsősorban a vérplazma frontra szállítására használták. Azóta és mostanáig gyakran használják a gyógyszeripari, kozmetikai és élelmiszeripari vállalatok.
A liofilizálási eljárásnak az élelmiszeriparban a többi termék tárolási eljárással összehasonlítva a következő előnyei vannak:
- Ez az egyetlen eljárás, amelynek során a vizet a szerves anyagokból extrahálják anélkül, hogy tönkretennék a sejtszerkezetet és az illékony anyagok elvesztését.
- Kiválóbb tulajdonságokat biztosít az ételeknek a jobb megőrzés és a magas rehidratációs képesség révén
- Az érzékszervi tulajdonságok (textúra, íz, szag) megőrzése. A liofilizált termék megtartja eredeti alakját, nem habzik, nem húzódik össze, bizonyos oldható frakciók helyi koncentrációja nem fordul elő.
- Csökkent súly és térfogat. Mivel a vizet szinte teljesen eltávolítják, a liofilizált termékek tömege a kezdeti tömeg 1/4–1/10 része. A portermékek esetében a súlycsökkenéssel egyenértékű térfogatcsökkenés jár, ami azt jelenti, hogy a szállítás és a tárolás könnyebb és olcsóbb.
- A fagyasztáshoz képest a fagyasztva szárított termékek nem igényelnek alacsony tárolási hőmérsékletet. Sajnos nem minden élelmiszertermék alkalmas feldolgozásra ebben a folyamatban. A liofilizáláshoz a terméknek kiváló minőségűnek kell lennie, magas szárazanyag-tartalommal, alacsony zsírtartalommal és alacsony víztartalommal rendelkezik.
A liofilizációs folyamat alapvető elemei:
1) Előzetes kezelések2) Fagyás3) Szublimáció (elsődleges szárítás)4) Másodlagos szárítás5) A liofilizált termék kondicionálása és csomagolása6) A liofilizált termék tárolása7) A liofilizált termék felhasználásának rehidratálása
A szublimáció olyan állapotátalakulás, amely körülbelül 2800 kJ/kg szublimált jeget emészt fel. Ezzel a vonatkozással a liofilizátor hőforrást igényel. A szublimáció csak 0 ° C alatti hőmérsékleten és 610 Pa (4,58 torr) alatti nyomáson történhet. A liofilizáláshoz használt nyomásoknál a vízgőz óriási térfogatot foglal el: például -25 ° C hőmérsékleten a fajlagos gőztérfogat 2000 m3/kg szublimált jég körül van.
1) A termékek előkezelése
A liofilizálásnak alávetett termékek előkezelésének célja a minőségük javítása, és lehet:
- mechanikai és hidromechanikai jellegű (válogatás, tisztítás, őrlés, darabolás, homogenizálás, kalibrálás, adagolás, darabolás, csontozás)
- fizikai jellegű (kriokoncentráció, enzimek inaktiválása, antioxidáns kezelések)
- kémiai jellegű (védő adalékanyagok, íz- és aromafokozók hozzáadása)
2) A termék fagyasztása
A fagyasztás a fagyasztva szárítási ciklus gyakorlatilag legfontosabb szakasza, amelyen a termék végső minősége és ára nagymértékben függ. A fagyasztás a liofilizáló készülék belsejében történik, és nem egy külső fagyasztóban, így belső fagyasztásról beszélünk.
A gyors fagyasztás kicsi és egyenletesen eloszló jégkristályok képződéséhez vezet a termék tömegében, ami a lehető legkevésbé befolyásolja a terméket egy lassú fagyáshoz képest. A rehidratálás után egy jól liofilizált, gyorsan megfagyott termék tulajdonságai általában nagyon közel vannak a kiindulási termék tulajdonságaihoz.
A jó száradás biztosítása érdekében a végső fagyasztási hőmérsékletnek elég alacsonynak kell lennie ahhoz, hogy a termékben lévő víz gyakorlatilag teljes tömege megszilárduljon. Az ajánlott végső fagyás -40 ° C és -60 ° C között van.
3) Elsődleges szárítás
Fagyasztás után, amelyet egyes esetekben a fagyasztott termék aprítása követ, a terméket bevezetik a helyiségbe, ahol a tényleges liofilizálást el kell végezni.
A liofilizációs kamrában a nyomást vákuumszivattyú segítségével 1 - 0,3 Hgmm értékre csökkentik az elsődleges szárítás kezdetén. Mivel a víz hármaspontja 4,6 nm Hg nyomáson van, ebből következik, hogy az ezen érték alatti nyomáson a két lehetséges fázisváltozás csak a szublimáció és a deszublimáció.
A fagyasztott termék porszívózásának eredményeként, a teljes nyomás a hármaspont alatt van, a termék szublimálásával dehidráló hatású. A szublimáció a termék hőmérsékletének 2 ° C - 15 ° C vagy annál nagyobb csökkenését okozza, amelyet a termék felületes nedvesítése követ.
Mivel a szublimáció endoterm reakció, jó fejlődéshez a termék külső részéről jó hőellátás szükséges. A terméket így alacsony nyomáson olyan hőforrással melegítjük, amelynek hőáramát fokozatosan szabályozzuk a jég által abszorbeált hőmennyiséggel megegyező hőmennyiségnek megfelelően.
A hőáramot folyamatosan szabályozni kell, hogy elkerüljük a termék fagyasztott közegének részleges vagy teljes megolvadását, a termék száraz részeinek túlmelegedését és a termék túlmelegedését.
Az elsődleges szárítás akkor tekinthető teljesnek, ha a termékből kikristályosodott víz teljes tömegét teljesen szublimálta. A jég szublimálásából származó vízgőzt egy lehűtött hőcserélőbe irányítják, amelynek felületén kondenzálódnak. Ezt a hőcserélőt a liofilizáló üzem kondenzátorának nevezik.
4) Másodlagos szárítás
A fő szárítási fázis (szublimáció) akkor fejeződik be, amikor a termék utolsó jégkristálya szublimálódott. Ebben a pillanatban a termék 10–30% -a még mindig benne lévő víz folyékony állapotban van, és gőzök formájában van jelen. Az abszorbeált víz erősen megkötött és szűrő szerepet játszik, így elkerülhető az illékony anyagok vesztesége.
A termék pórusfalai által elnyelt víz, bár kis mennyiségben, káros hatással van a termék jó megőrzésére a tárolás során, ezért el kell távolítani. Következésképpen a deszorpciós folyamatot úgy kell végrehajtani, hogy elkerüljék az illékony anyagok vízgőzbe való behatolását a víz eltávolításával.
A víz teljes eltávolítása a termékből abszolút lehetetlen, ami meghatározza, hogy a deszorpciós művelet minden esetben leáll, ha a termék víztartalma egy bizonyos minimális érték alá csökken.
A termékben a másodlagos szárítási fázis végén elfogadott maradék nedvesség állapota általában nehéz, termékenként változó, és a korábban kapott kísérleti eredmények, a termék jellege, a csomagolás és a liofilizált termék kondicionálása függvényében állapítható meg, a tárolás módja és időtartama, valamint a termék használata.
A hőmérséklet a másodlagos szárítás során 20-65 ° C között van. A másodlagos szárítás időtartama 1 és 6 óra között van, amelyet a termék jellege, a liofilizálás ideje és a kívánt maradék páratartalom határozza meg.
5) A liofilizált termékek kondicionálása és csomagolása
A másodlagos szárítási fázis befejezése és a kamra szárítás előtti nyomás alá helyezése után a liofilizált termékeket eltávolítják a kamrából, és a maradék nedvesség homogenizálása érdekében ajánlott 2-3 napig nagy kapacitású vákuumtartályokban tárolni, amely után a kondicionálást elvégzik. végleges kis csomagokban, amelyeket a felhasználó számára terjesztenek.
A liofilizált termékek kondicionálása annak érdekében történik, hogy a tárolás, szállítás és kezelés során a termékek minőségében bekövetkező változásokat meghatározó okokat maximálisan kiküszöböljék vagy csökkentse.
A liofilizált termékek eltarthatóságát befolyásoló tényezők a következők:
- Maradék nedvesség
- A fény
- oxigén
- Mechanikai sérülés
A liofilizált termékeket előnyösen vákuumban vagy inert gáz atmoszférában (nitrogén, szén-dioxid, száraz levegő, 10-20% relatív páratartalom mellett) csomagoljuk. A csomagoláshoz felhasznált anyagok gázokat, aromákat, vízgőzt, zsírt nem engednek át. A felhasznált csomagolást tökéletesen le kell zárni.
A liofilizált termékek csomagolásához használt rendszerek általában:
- Fémdobozok belső lakkal vagy anélkül, zárórendszerrel, amely lehetővé teszi vákuumban vagy inert gáz atmoszférában történő csomagolást
- Üvegcsomagolás: olyan rendszer, amely lehetővé teszi a beltéri légkör széles skálájának alkalmazását, de amelynek hiányosságai vannak a fénysugarak tömítettségének hatásával
- Műanyag alapú csomagolás
6) Liofilizált termékek tárolása
Általában, ha a liofilizálást, kondicionálást, csomagolást jó körülmények között hajtották végre, akkor a tárolás nem jelent negatív hatást a liofilizált termékre. A tárolási hőmérsékleti szint befolyásolja a liofilizált termékek eltarthatóságát. Az optimális tárolási hőmérséklet termékenként eltérő. Vannak liofilizált termékek, amelyek tárolási hőmérsékletét 0 ° C-ig kell megkövetelni, míg mások 30 ° C hőmérsékleten tárolhatók. A tárolási hőmérséklet csökkentésével a tárolási idő egyes esetekben több mint 10-szer meghosszabbítható.
7) Felhasználásra szánt liofilizált termékek rehabilitációja
A más eljárásokkal szárított ételekhez képest a fagyasztva szárított termékeket sokkal gyorsabban és teljesebben rehidrálják. A fagyasztva szárított termékek sorozatát, például kávét, teát, gyümölcsleveket, víz hozzáadásával azonnal hidratálják hidegen vagy melegen. A liofilizált élelmiszer minőségét elsősorban az a folyadékhidratálás sebessége értékeli.