Polveri di frutta e verdura liofilizzate sono leggeri e facili da trasportare e trasportare. Fette colorate di frutta verde liofilizzata, comoda zuppa istantanea liofilizzata, frutti di mare disidratati liofilizzati, verdure e così via si possono trovare ovunque. La tecnologia di liofilizzazione sotto vuoto (liofilizzazione sotto vuoto) nell'industria alimentare è stata descritta come uno dei simboli importanti del progresso tecnologico nell'industria alimentare nel 20° secolo. Allora qual è il trend di sviluppo della tecnologia e dei prodotti per la liofilizzazione di frutta e verdura?
Qual è il principio della tecnologia delle polveri di frutta e verdura liofilizzata?
L'acqua può essere allo stato solido, liquido e gassoso in 3 stati. Quando la pressione atmosferica si riduce ad un certo livello (610,5 Pa), il punto di ebollizione dell'acqua e il punto di congelamento coincidono. In questo momento, le molecole d'acqua possono essere realizzate a basse temperature dal ghiaccio alla trasformazione diretta del vapore, questo processo è noto come sublimazione dell'acqua. La tecnologia di liofilizzazione sotto vuoto prevede il congelamento del materiale umido al di sotto della temperatura del punto eutettico. Utilizza il principio della sublimazione dell'acqua, la tecnologia di essiccazione che rimuove direttamente le molecole d'acqua nel materiale in condizioni di bassa pressione. E il vapore acqueo sublimato nel materiale viene catturato dal condensatore del vapore acqueo nel sistema di vuoto. Ottenendo così un lungo periodo di conservazione. Stabilità del sistema e funzione nutrizionale dei prodotti di disidratazione completa.
Il processo di liofilizzazione può essere suddiviso in tre fasi principali. Sono la fase di pre-congelamento, la fase di essiccazione per sublimazione (la prima fase di essiccazione) e la fase di essiccazione di risoluzione (la seconda fase di essiccazione).
• Fase di precongelamento:
Questa fase congela principalmente una grande quantità di acqua libera nel materiale bagnato allo stato solido. Generalmente in base ai diversi materiali per determinare la temperatura di precongelamento appropriata del punto di fusione. Poiché il materiale è allo stato congelato. Il sistema materiale è in uno stato stabile. Esiste una correlazione significativa tra il tasso di pre-congelamento e il tipo di materiale liofilizzato. Il congelamento rapido forma cristalli di ghiaccio più piccoli e ha un effetto minore sulla struttura cellulare del materiale. Al contrario, il congelamento lentopolveri di frutta e verdura liofilizzataprocesso genera cristalli di ghiaccio più grandi. Vengono lasciate strutture simili a pori più grandi, favorendo così la sublimazione dell'acqua. Tuttavia i cristalli di ghiaccio più grandi distruggeranno la struttura originale delle cellule. Ha un certo effetto sulla struttura organizzativa della frutta e della verdura liofilizzata e delle relative sostanze bioattive.
• Fase di essiccazione per sublimazione (prima fase di essiccazione):
Questa fase richiede un adeguato riscaldamento del materiale. Realizza il materiale nello stato congelato dello stato libero di sublimazione dell'acqua. Durante questo periodo viene rimosso circa il 90% di tutta l'acqua contenuta nel materiale. Frutta e verdura diverse a causa della composizione materiale, del contenuto di umidità, della distribuzione dell'umidità e dello stato di umidità e di altre caratteristiche delle differenze. Con conseguente sublimazione dell'acqua in questa fase del calore richiesto ci sono anche delle differenze. La fase deve garantire che la temperatura non possa superare la temperatura del punto di commistione del materiale, ma anche più della temperatura di sublimazione dell'acqua. Se la temperatura di sublimazione è troppo al di sopra del punto eutettico. I materiali saranno dovuti al sistema di riduzione della viscosità dell'acqua e al collasso del volume, scolorimento, bolle e altri fenomeni. Pertanto, è appropriata la temperatura di sublimazione di frutta e verdura che si avvicini al punto eutettico e allo stesso tempo superiore al punto di sublimazione dell'acqua.
• Risoluzione fase di essiccazione (seconda fase di essiccazione):
In base alla fase precedente, questa fase continua a rimuovere circa il 10% dell'acqua di sublimazione legata che non era stata rimossa nella prima fase. Questa fase richiede un vuoto sufficientemente elevato da garantire che l'acqua legata disciolta abbia potenza sufficiente per fuoriuscire dal materiale. Inoltre, poiché la risoluzione dell'acqua legata richiede un elevato livello di energia, è necessario garantire che la temperatura in questa fase raggiunga un certo livello. A causa della composizione del materiale, della forma e del contenuto di acqua residua dei diversi materiali, il tempo di risoluzione specifico deve essere determinato dalle proprietà di base di materiali specifici.
Qual è la tendenza di sviluppo della tecnologia di liofilizzazione sotto vuoto?
(1) ricerca sull'idoneità alla lavorazione di frutta e verdura liofilizzata
Diverse varietà di frutta e verdura hanno colore, consistenza, sapore e funzioni nutrizionali diverse. Produrre diverse varietà di materie prime, prodotti liofilizzati di diverse qualità, non tutte le materie prime sono adatte alla liofilizzazione. In termini di liofilizzazione di frutta e verdura, con diverse basi materiali di materie prime, influenzerà in modo significativo la sua idoneità alla lavorazione nel processo di liofilizzazione. Anche la composizione del materiale e la struttura organizzativa del materiale stesso hanno un impatto maggiore sulla qualità del materialepolveri di frutta e verdura liofilizzata. Perché il materiale dopo la liofilizzazione ha perso la maggior parte dell'acqua. Pertanto, la composizione materiale della materia prima stessa determina il colore, il sapore, la consistenza e la funzione nutrizionale finali del prodotto liofilizzato.
• Meccanismo di formazione della qualità della liofilizzazione e tecnologia di controllo
Innanzitutto, è il meccanismo di formazione della qualità e la tecnologia di controllo del colore, del sapore e della consistenza. Il cambiamento di colore dell'essiccazione ad aria calda è solitamente correlato all'imbrunimento del prodotto (reazione enzimatica o non enzimatica) o alla degradazione del pigmento. A differenza dell'essiccazione convenzionale ad aria calda, i cambiamenti di colore durante la liofilizzazione possono essere dovuti alla presenza di strutture porose nel campione liofilizzato. Queste strutture diffondono la luce riflessa, provocando il cambiamento del colore. Il restringimento o il collasso degli alimenti congelati dovuto alla rimozione dell'umidità è un grave problema nella fase di sublimazione. Pressioni di sublimazione più basse (vuoto più elevato) possono spesso ridurre il tasso di accartocciamento e produzione del cibopolveri di frutta e verdura liofilizzatacon densità di imballaggio inferiori e strutture più porose. Inoltre, la formazione di cristalli di ghiaccio durante la fase di precongelamento potrebbe alterare la struttura cellulare del campione. Ciò si traduce in una consistenza più morbida del prodotto. Velocità di congelamento più lente possono portare a una maggiore formazione di cristalli di ghiaccio. Ciò porta a una maggiore disgregazione cellulare durante il congelamento e allo sviluppo di caratteristiche di consistenza più morbida.
E questa interruzione dell'integrità dei tessuti dei vari frutti si tradurrà in una minore consistenza dei campioni di frutta. Il secondo è il meccanismo di formazione della qualità funzionale nutrizionale e la tecnologia di regolazione. Poiché il processo di disidratazione della liofilizzazione viene effettuato in condizioni di bassa temperatura senza acqua liquida. Pertanto, rispetto ai metodi di essiccazione tradizionali, la tecnologia di liofilizzazione riduce o elimina notevolmente l’attività microbica e le reazioni chimiche. È stato riscontrato che la perdita di composti bioattivi (come flavonoidi totali, flavonoli, catechine e fenoli) nei campioni liofilizzati è trascurabile.
• Tecnologia di pretrattamento a basso contenuto di carbonio e risparmio energetico
Il pretrattamento del materiale può migliorare efficacemente l'efficienza di asciugatura. Per raggiungere lo scopo di ottimizzare la qualità del prodotto, ridurre il consumo di energia e ridurre le emissioni di carbonio. Ad esempio, prima della liofilizzazione, l'uso del pretrattamento ad ultrasuoni. Attraverso l'energia termica e l'effetto di cavitazione ultrasonica generati dall'interazione tra onde ultrasoniche e mezzi. Forma canali microporosi nel materiale. Rimuovere rapidamente parte dell'umidità nel materiale. Ridurre il tempo di asciugatura e ottenere l'effetto di ridurre il consumo di energia. Inoltre, combinato con il trattamento del campo elettrico pulsato ad alta tensione, può migliorare la permeabilità della membrana cellulare sulla base della struttura organizzativa del materiale che non viene distrutta. Ciò riduce efficacemente il tempo di liofilizzazione e riduce i costi operativi. Allo stesso tempo, ci sono anche risultati di ricerca sul pretrattamento con raffreddamento sotto vuoto di materiali liofilizzati. Può formare canali microporosi nello strato superficiale del materiale, riducendo così la resistenza alla sublimazione dei cristalli di ghiaccio all'interno del materiale, migliorando la velocità di sublimazione e abbreviando il tempo di asciugatura.
• Tecnologia di liofilizzazione sotto vuoto
La tecnologia di liofilizzazione sotto vuoto e altre tecnologie di essiccazione possono compensare le carenze di un'unica tecnologia di liofilizzazione con un elevato consumo energetico. Allo stesso tempo è possibile ottenere anche frutta e verdura liofilizzata di alta qualità. La tecnologia di essiccazione congiunta per liofilizzazione sotto vuoto si basa sulle caratteristiche di base del materiale, le due o più tecnologie di essiccazione completano i vantaggi reciproci come il principio di disidratazione del materiale per fasi, al fine di ridurre i costi operativi dell'essiccazione del materiale, migliorare la qualità delpolveri di frutta e verdura liofilizzatae conservare al massimo le proprietà fisiche e chimiche del materiale.
• Apparecchiature per la liofilizzazione sotto vuoto ad alta efficienza energetica ea basse emissioni di carbonio
Come accennato in precedenza, il consumo di energia è un problema di vecchia data nella liofilizzazione. Poiché il sistema di riscaldamento elettrico fornisce energia principalmente per la sublimazione dell'acqua solida nei materiali umidi. È composto solo da diversi riscaldatori elettrici, quindi lo spazio per la trasformazione a risparmio energetico è relativamente piccolo. Allo stato attuale, il sistema di refrigerazione delle apparecchiature domestiche per liofilizzazione sotto vuoto adotta generalmente un sistema di refrigerazione con compressore a due stadi e un sistema di refrigerazione a compressione sovrapposta a bassa temperatura. Il primo è applicabile principalmente alle apparecchiature di liofilizzazione sotto vuoto di medie dimensioni e di grandi dimensioni, forma di lavoro raffreddata ad acqua. Quest'ultimo è applicabile principalmente alle piccole apparecchiature di prova per la liofilizzazione sotto vuoto. Per la modalità di funzionamento raffreddata ad aria, entrambe le modalità di funzionamento devono essere dotate di ventilatori e pompe dell'acqua. Allo stato attuale, al fine di raggiungere l'obiettivo del risparmio energetico e del basso tenore di carbonio. Il nuovo sistema di refrigerazione può essere utilizzato per sostituire le tradizionali pompe a frequenza fissa e i ventilatori a frequenza fissa con pompe a frequenza variabile e ventilatori a frequenza variabile. Inoltre, in considerazione della differenza di capacità tra i liofilizzatori piccoli e i liofilizzatori medi e grandi. È possibile utilizzare compressori a capacità variabile. Come nel caso delle piccole apparecchiature di prova per la liofilizzazione sotto vuoto che utilizzano il compressore scroll per sostituire il compressore a pistone, e nelle apparecchiature di medie e grandi dimensioni che utilizzano il compressore a vite per sostituire il compressore a pistone, in modo da fornire energia al compressore e alla macchina per liofilizzazione sotto vuoto abbinamento, per ottenere il ruolo di riduzione del consumo energetico e così via.
Guanjie ha le nostre fabbriche e linee di produzione liofilizzate indipendenti. E ci siamo concentrati su questopolveri di frutta e verdura liofilizzataper 20 anni. Se sei interessato alla nostra frutta secca, non esitare a contattarci:info@gybiotech.com.
