Что такое сублимация (лиофилизация) продуктов?

Метод сушки пищи вымораживанием был придуман в незапамятные времена: им пользовались еще древние инки в Андах. Однако с тех пор, этот метод значительно усовершенствовался.

Что такое сублимация ?

Сублимационная сушка (лиофилизация) — это сублимация (удаление) содержания воды из замороженных продуктов в вакууме.

Сублимированные продукты хранятся дольше другой консервированной еды, и они очень легкие, что делает их идеальным провиантом для путешественников, в том числе для космических.

История развития технологии сублимации

Инки хранили свой картофель и другие продовольственные культуры на горных высотах над Мачу-Пикчу.  Там продукты замерзали под действием низких температур, а разреженный воздух высокогорья ускорял процесс испарения влаги.

Коммерческое значение процесс сублимации получил во время Второй мировой войны, когда он использовался 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. Самый известный сублимированный продукт – кофе. Хуже всего сублимации поддается арбуз и салат из-за высокого содержания влаги.

По словам Томаса Дженнингса, доктору философии, автору  книги «Лиофилизация: введение и основные принципы», однозначного ответа на вопрос, когда и кто изобрел сублимацию, не существует:

«Реального изобретения сублимационной сушилки не существует. По-видимому, со временем оно эволюционировало от лабораторного прибора, который Бенедикт и Мэннинг (1905) называли« химическим насосом ».

Шекелл взял базовый проект Бенедикта и Мэннинга и использовал вакуумный насос с электрическим приводом вместо вытеснения воздуха этиловым эфиром для создания необходимого вакуума. Так Шекелл первым понял, что материал необходимо заморозить перед началом процесса сушки. — следовательно, сушка вымораживанием. Литература не всегда раскрывает человека, который первым назвал оборудование, используемое для проведения этой формы сушки, «сублимационной сушилкой».

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

Любопытный факт

Сублимированный кофе  был впервые 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 сушки вымораживанием для Hills Brothers, за что получил 47 патентов США и других стран.

Как работает сублимация?

Согласно  Oregon Freeze Dry , цель сублимационной сушки состоит в удалении растворителя (обычно воды) из растворенных или диспергированных твердых веществ. Сублимационная сушка — это метод сохранения материалов, нестабильных в растворе. Кроме того, сублимационная сушка может быть использована для отделения и извлечения летучих веществ, а также для очистки материалов.

Основные этапы процесса:

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

Применение замороженных фруктов

При сушке вымораживанием влага переходит непосредственно из твердого состояния в пар, в результате чего получается продукт с контролируемой влажностью, который не нуждается в приготовлении пищи или охлаждении и сохраняет свой естественный вкус и цвет.

Перевод из источника.