نمای کلی
خشک کردن انجمادی در خلاء یک فناوری پیشرفته کم آبی با تکنولوژی بالا است. مواد حاوی آب را در دمای پایین منجمد می کند و سپس از گرمایش تابش حرارتی در شرایط خلاء برای تصعید یخ مستقیماً به گاز استفاده می کند. پس از رها شدن آب، آب با استفاده از کندانسور یخ (تله سرد) و دستگاه خلاء آبگیری می شود. این یک فناوری کاربردی جامع است که بر اساس توسعه چند رشته ای از جمله تبرید، گرمایش، خلاء، زیست شناسی، برق و غیره است.
فناوری خشک کردن انجماد خلاء به طور گسترده ای استفاده می شود، مانند محصولات شیمیایی، بیولوژی، محصولات بهداشتی، گیاهان، محصولات کشاورزی (گوشت، مرغ، تخم مرغ، غذاهای دریایی، سبزیجات و میوه ها و غیره)
فرآیند خشک کردن انجمادی
در اصل، فرآیند خشک کردن انجماد خلاء شامل سه مرحله اصلی است:
1. مرحله اول، انجماد سریع. از طریق انجماد، آب موجود در محصول از مایع به جامد تبدیل می شود. در این مرحله، دمای انجماد نهایی باید کمتر از دمای نقطه یوتکتیک خودش (به دست آمده توسط آزمایش) باشد تا اطمینان حاصل شود که مواد کاملا منجمد شده اند. سرعت انجماد مواد به ویژگی های مواد مختلف بستگی دارد. در این مرحله از محفظه انجماد سریع برای پیش انجماد استفاده می شود.
2. مرحله دوم مرحله آبگیری اولیه است که به عنوان مرحله کم آبی سابلیمیشن نیز شناخته می شود. ماده یخ زده زیر دمای نقطه یوتکتیک در شرایط خلاء آبگیری می شود و آب موجود در آن با تصعید خارج می شود. در طول فرآیند تصعید، دمای صفحه گرمایش و شرایط خلاء باید به شدت کنترل شود تا از ذوب شدن مواد یا بالاتر بودن دما از نقطه یوتکتیک جلوگیری شود. همچنین باید از این که دمای قسمت خشک کن بالاتر از دمای تجزیه آن باشد و تغییر شکل داده و یا حتی فروریخت، جلوگیری شود. در این مرحله صفحه گرم کننده مواد را با تابش حرارتی گرم می کند تا انرژی برای تصعید فراهم شود. مخزن خلاء باید در حالت خلاء باشد. کندانسور یخ (تله سرد) رطوبت را از مواد گرفته و آن را به یخ روی سطح سیم پیچ تله سرد متراکم می کند.
3. مرحله سوم مرحله کم آبی ثانویه است که به عنوان خشک شدن دفعی نیز شناخته می شود. هدف از این مرحله حذف آب محدود است. از آنجایی که انرژی جذب آب محدود زیاد است، در این مرحله باید مقدار زیادی انرژی گرمایی تامین شود، یعنی دمای صفحه گرمایش کمی بالاتر خواهد بود تا به حداکثر دمایی که ماده می تواند تحمل کند نزدیک شود. هنگامی که میزان رطوبت ماده به مقدار مشخص شده رسید، آبگیری نهایی کامل می شود. اینکه آیا خشک کردن انجماد در خلاء کامل شده است را می توان بر اساس منحنی دمای مواد، وضعیت نمونه، شکل و سایر تجربیات، یا با تشخیص نقطه پایانی (افزایش فشار هوا) قضاوت کرد.
مزایای خشک کردن انجمادی:
در مقایسه با خشک کردن معمولی خورشید، خشک کردن هوای گرم، خشک کردن اسپری و خشک کردن خلاء، خشک کردن انجمادی خلاء چندین مزیت برجسته دارد:
الف خشک کردن انجمادی در خلاء یک فرآیند کم آبی در دمای پایین است که پروتئین ها را از بین نمی برد، اما باعث می شود میکروارگانیسم ها حیات خود را از دست بدهند.
ب به همین دلیل، اجزای فرار، مواد مغذی، عطر و طعم موجود در مواد بسیار کم از بین می روند.
ج در طی فرآیند کمآبی در دمای پایین، رشد میکروبی و آنزیمها به سختی میتوانند نقشی داشته باشند و خواص اصلی مواد حفظ میشوند.
د پس از آبگیری، حجم و شکل مواد تغییر نمی کند و محصول نهایی اسفنجی است و جمع نمی شود. هنگامی که آبگیری مجدد می شود، به دلیل منطقه تماس موثر بزرگ، به سرعت به حالت اولیه خود باز می گردد.
ه. کم آبی در شرایط خلاء، محتوای اکسیژن بسیار کم است و از مواد در برابر اکسیداسیون محافظت می کند.
f. خشک کردن انجمادی در خلاء می تواند 95٪-99.5٪ از آب موجود در مواد را حذف کند و باعث می شود محصول نهایی ماندگاری طولانی داشته باشد.
