Pakastekuivaus ja miten se toimii

Elintarvikkeiden pakastekuivaamisen perusprosessi oli Andien antiikin Perun inkojen tuntema. Pakastekuivaus tai lyofilisointi on pakastettujen elintarvikkeiden vesipitoisuuden sublimointia (poistamista). Dehydraatio tapahtuu tyhjössä ja aiheuttaa kasvi- tai eläintuotteen jähmeän jäätymisen prosessin aikana. Kutistuminen eliminoidaan tai minimoidaan, ja lopputulos säilyy lähes täydellisenä. Pakastekuivattu ruoka kestää kauemmin kuin muut säilötyt ruuat ja on erittäin kevyt, mikä tekee siitä täydellisen avaruusmatkoihin. Inkat varastoivat perunat ja muut ruokakasviensa Machu Picchun yläpuolella sijaitsevilla vuorenkorkeuksilla. Kylmät vuoristölämpötilat pakkasivat ruuan ja sen sisällä oleva vesi höyrystyi hitaasti korkeiden matalan ilmanpaineen alaisena.

Aikana Toinen maailmansota, pakastekuivattu menetelmä kehitettiin kaupallisesti, kun sitä käytettiin veriplasman ja penisilliinin säilyttämiseen. Pakastekuivaus vaatii erityisen koneen, nimeltään pakastekuivaimen, käytön, jossa on suuri pakastuskammio ja tyhjiöpumppu kosteuden poistamiseksi. Yli 400 erityyppistä pakastekuivattua ruokaa on tuotettu kaupallisesti 1960-luvulta lähtien. Kaksi huonoa ehdokasta kylmäkuivaukseen ovat salaatti ja vesimeloni, koska vesipitoisuus on liian korkea ja ne jäädyttävät kuivaa huonosti. Pakastekuivattu kahvi on tunnetuin pakastekuivattu tuote.

Erityinen kiitos kuuluu Thomas A: lle. Jennings, Ph. D., vastauksen kirjoittaja vastaukseen kysymykseen "Kuka keksi ensimmäisen kylmäkuivaimen?"

Thomas A. Jennings, "Lyofilisointi: Johdanto ja perusperiaatteet"

"Pakastekuivainta ei ole olemassa oikealla keksinnöllä. Se näyttää kehittyneen ajan myötä laboratorioinstrumentista, jota Benedict ja Manning (1905) nimitti ”kemialliseksi pumpuksi”. Shackell otti Benedictin ja Manningin perussuunnitelman ja käytti sähkökäyttöistä tyhjiöpumppua ilman syrjäyttämisen sijaan etyyli eetteri tarvittavan tyhjiön tuottamiseksi. Se oli Shackell, joka huomasi ensin, että materiaali oli pakastettava ennen kuivausprosessin aloittamista - siis kylmäkuivausta. Kirjallisuus ei paljasta helposti henkilöä, joka ensin kutsui laitteita, joita käytettiin tämän kuivausmuodon suorittamiseen, "kylmäkuivaimeksi". "

Dr. Jenningsin yritys on kehittänyt useita instrumentteja, joita voidaan soveltaa suoraan lyofilisointiprosessiin, mukaan lukien patentoidut D2- ja DTA-lämpöanalyysivälineet.

Pakastekuivattu kahvi valmistettiin ensimmäisen kerran vuonna 1938, ja se johti elintarvikejauheiden kehittämiseen. Nestle-yhtiö keksi pakastekuivatun kahvin sen jälkeen, kun Brasilia oli kysynyt auttamaan löytämään ratkaisun kahviylijäämiin. Nestlen oma kylmäkuivattu kahvituote nimettiin Nescafeksi, ja se esiteltiin ensimmäisen kerran Sveitsissä. Tasters Choice Coffee, toinen erittäin kuuluisa pakastekuivattu valmistettu tuote, on johdettu James Mercerille myönnetystä patentista. Vuosina 1966 - 1971 Mercer oli Hills Brothers Coffee Inc. -yrityksen pääkehitysinsinööri San Franciscossa. Tämän viiden vuoden aikana hän vastasi jatkuvan pakastekuivausominaisuuden kehittämisestä Hills Brothersille, jolle hänelle myönnettiin 47 Yhdysvaltain ja ulkomaista patenttia.

Mukaan Oregon pakastekuiva, pakastekuivauksen tarkoituksena on poistaa liuotin (yleensä vesi) liuenneista tai dispergoiduista kiintoaineista. Pakastekuivaus on menetelmä epästabiilien liuosten säilyttämiseksi. Lisäksi pakastekuivausta voidaan käyttää haihtuvien aineiden erottamiseen ja talteenottoon sekä materiaalien puhdistamiseen. Perusprosessin vaiheet ovat:

1. Jäätyminen: Tuote on jäädytetty. Tämä tarjoaa välttämättömän edellytyksen kuivaukselle matalassa lämpötilassa.
2. Tyhjiö: Jäädytyksen jälkeen tuote asetetaan tyhjiöön. Tämä mahdollistaa tuotteessa olevan jäädytetyn liuottimen höyrystymisen kulkematta nestefaasin läpi, prosessi, jota kutsutaan sublimoitumiseksi.
3. Lämpö: Jäädytetään tuotteeseen lämpöä sublimoitumisen kiihdyttämiseksi.
4. Kondensointi: Matalan lämpötilan lauhdutinlevyt poistavat höyrystyneen liuottimen tyhjökammiosta muuttamalla sen takaisin kiinteäksi aineeksi. Tämä saattaa päätökseen erotusprosessin.

Pakastekuivauksessa kosteus sublimoituu suoraan kiinteästä aineesta höyryksi, jolloin muodostuu tuote hallittavissa oleva kosteus, jota ei tarvitse keittää tai jäähdyttää ja joka säilyttää luonnollisen maunsa ja väri.

"Koti." OFD Foods, 2017.

Jennings, Thomas A. "Lyofilisointi: Johdanto ja perusperiaatteet." 1. painos, CRC Press, 31. elokuuta 1999.