Džiovinimas šaltyje

Šį puslapį ar jo dalį reikia sutvarkyti pagal Vikipedijos standartus. Jei galite, sutvarkykite.

Šiam straipsniui ar jo daliai trūksta išnašų į patikimus šaltinius. Jūs galite padėti Vikipedijai pridėdami tinkamas išnašas su šaltiniais.

Džiovinimas šaltyje (angl. freeze drying) arba kitaip liofilizacija yra džiovinimas vakuume žemoje temperatūroje (iki -80 °C). Tokiose sąlygose sušalęs vanduo pereina į dujinę būseną, aplenkdama skystąją fazę. Šio proceso metu yra pašalinama daugiau vandens nei įprasto džiovinimo metu, todėl produktai kur kas lengvesni ir pasižymi ilgesniu galiojimo laiku, kuris siekia dvejus metus.

Būtent dėl procese naudojamos žemos temperatūros, džiovinant šaltyje gaunamas aukštos kokybės produktas: išlaikoma originali produkto forma, tūris, išsaugomos aromatinės ir skoninės produktų savybės, vitaminai, o tekstūra tampa puri ir traški.

Džiovinimas šaltyje naudojamas šiose srityse: biologija, biomedicina, maisto pramonė.

Džiovinimo šaltyje etapai

Pilną džiovinimo šaltyje procesą sudaro keturi etapai: apdorojimas, šaldymas, pirminis džiovinimas, antrinis džiovinimas.

Apdorojimas

Šiame etape produktas apdorojamas iki šaldymo. Jį sudaro produkto sukaupimas, formuluotės patikrinimas, aukšto slėgio garų tirpiklio sumažinimas, paviršiaus ploto didinimas.

Šaldymas ir atkaitinimas

Šaldymo etape, medžiaga užšaldoma žemiau temperatūros, kurioje kietoji, skystoji ir dujinė medžiaga gali egzistuoti greta viena kitos. Tai užtikrina sublimacijos, o ne lydymosi proceso vyksmą. Norint padėti greitesniam ir efektyvesniam džiovinimui šaltyje, naudojami didesni ledo kristalai. Iš didesnių ledo kristalų greičiau ištraukiamas didesnis kiekis vandens. Norint gauti didesnius ledo kristalus, produktas turėtų būti lėtai šaldomas arba kelis kartus užšaldomas ir atkaitinamas. Šis etapas yra svarbiausias visame procese, nes šaldymo būdas daro įtaką džiovinimo trukmei, produkto stabilumui ir tinkamai kristalizacijai.

Jautrios sandaros produktai

Yra produktų, kurių ląstelės gali būti pažeisto didelių ledo kristalų, tai kenkia jų tekstūrai ir maistinei sandarai. Tokiu atveju džiovinimas vykdomas labai staigiai ir dideli ledo kristalai nesusiformuoja.

Pirminis džiovinimas

Pirminio džiovinimo metu sumažinamas slėgis ir suteikiamas pakankamas šilumos kiekis, kad ledas sublimuotųsi. Šiame džiovinimo etape sublimuojasi maždaug 95 procentai vandens. Šis etapas lėtas, nes suteikus per daug karščio gali būti iškreipta produkto struktūra. Slėgis kontroliuojamas naudojant dalinį vakuumą. Vakuumas reikalingas pagreitinti lėtą sublimacijos procesą. Vėliau šalti kondensacijos indai suteikia paviršių, ant kurio vandens garai suskystėja ir sukietėja.

Slėgis kontroliuojamas naudojant dalinį vakuumą. Vakuumas reikalingas pagreitinti lėtą sublimacijos procesą. Vėliau šalti kondensacijos indai suteikia paviršių, ant kurio vandens garai suskystėja ir sukietėja.

Antrinis džiovinimas

Antrinio džiovinimo metu siekiama pašalinti nesušalusio vandens molekules, kurios galėjo likti pašalinus ledą. Ši džiovinimo šaltyje proceso dalis priklauso nuo medžiagos savybių sugeriant vandenį. Temperatūra pakeliama aukščiau nei buvo pirminio džiovinimo metu, gali viršyti ir 0°C, kad būtų panaikintos visos fizinės ir cheminės sąsajos susidariusios tarp vandens ir medžiagos. Dažniausiai šiame etape pamažinamas slėgis siekiant stabdyti vandens sugėrimą. Kai kuriems produktams taip pat naudinga padidinti slėgį. Prieš pat užsandarinant produktą, po džiovinimo šaltyje vakuumas panaikinamas su inertinėmis dujomis. Po šių procesų vandens likutis produkte siekia vos 1-4 procentus.

Džiovinti šaltyje raudonieji serbentai

Džiovinimo šaltyje panaudojimas

Džiovinimas šaltyje sukelia mažiau žalos nei kiti džiovinimo metodai, kurių metu naudojama aukšta temperatūra. Maisto medžiagos dažnai yra jautrios kaitinimui ir aušinimui, o džiovinant šalčiu jos mažiau prarandamos. Po džiovinimo šaltyje produktas nesusitraukia ir nesukietėja, skonis, kvapas, maistinė sudėtis dažniausiai išlieka nepakitę, todėl šis procesas naudojamas ilgalaikiam maisto išlaikymui.

Šaltyje džiovinti produktai gali būti rehidratuoti gerokai greičiau ir lengviau, nes proceso metu paliekamos mikroskopinės poros. Poras sudaro ledo kristalai, kurie sublimacijos metu po savęs palieka oro tarpus. Džiovinimas šaltyje padeda pailginti farmacijos produktų galiojimo laiką.

Džiovinti šaltyje, netirpstantys ledai

Maisto džiovinimas šaltyje

Svarbiausia maisto džiovinimo šaltyje paskirtis yra prailginti galiojimo laiką išlaikant kokybę. Džiovinimas šaltyje išlaiko aukščiausią maisto produktų kokybę, palyginus su kitais džiovinimo metodais, nes šio proceso metu nepakeičiama struktūrinė sandara ir skonis. Kadangi džiovinimas šaltyje yra brangus, jis dažniausiai naudojamas brangesniems produktams, pavyzdžiui, ekologiškiems arba sezoniniams vaisiams ir daržovėms, kavai ir maistui, ledams naudojamiems kariuomenės racionuose, astronautams, kosmonautams ir alpinistams.

NASA ir kariuomenės racionai

Palyginus su vienodos masės drėgnu maistu, šaltyje džiovinto maisto galima nešiotis žymiai daugiau. Kaip drėgno maisto pakaitalas, šaltyje džiovintas maistas gali būti rehidratuotas su vandeniu, taip pat džiovinto maisto galiojimo laikas yra gerokai ilgesnis nei šviežio ar drėgno produkto. Dėl šios priežasties šaltyje džiovintas maistas mėgstamas ilgai keliaujančių alpinistų, kariuomenės tarnautojų ar astronautų.

Vaisiai

Standartinio džiovinimo metu, uogų kokybė stipriai suprastėja, nes jų sandara smulki ir joje daug skysčių. Nustatyta, kad braškės po džiovinimo šaltyje būna geriausios kokybės, išlaiko spalvą, skonį ir galimybę būti rehidratuotos.

Ledai

Šaltyje džiovinti ledai pradėti gaminti NASA užsakymu. Nasa ieškojo būdų, kaip išmaitinti kosmonautus Apollo misijų metu. Šaltyje džiovinti ledai yra traškūs, tirpstantys burnoje, bet svarbiausia, jie netirpsta ir nėra šalti, todėl saugūs vartoti net ir patiems mažiausiems.

.

Džiovintų šaltyje vaisių užkandis

Privalumai

Džiovinimo šaltyje pagrindinis privalumas – maisto kokybės išlaikymas, lyginant su maistu, džiovintu kitais būdais. Po liofilizacijos uogos, vaisiai ir daržovės nekeičia formos, tūrio, spalvos, išsaugomos jų aromatinės ir skoninės savybės, o tekstūra tampa puri ir traški. Rūgščių ir saldžių uogų bei vaisių skonis šiek tiek suintensyvėja.

Galiojimo laiko pailginimas yra žemos temperatūros ir sublimacijos rezultatas. Dėl šio ruošimo būdo, irimo reakcijos yra sumažinamos. Kai produktas yra sėkmingai išdžiovintas, tinkamai supakuotas ir laikomas specialiomis sąlygomis, jis gali galioti daugiau nei 12 mėnesių.