ММСПОРТ РОМАНИЈА Промоции

лиофилизација е процес на зачувување на сушење, кој се состои во отстранување на вода од претходно замрзнат производ, со сублимација под вакуум (водата во производот преминува директно од цврста состојба во пареа).

Процесот на сушење на замрзнување е познат уште од античките Инки на планините Анди, кои својот компир го складирале на височините на планината Мачу Пикчу. Ниските планински температури ја замрзнаа храната, а нивната содржина на вода лесно испари под услови на низок притисок, специфични за голема надморска височина. Иако не може да се каже дека тој бил вистински пронаоѓач во случајот на лиофилизација, меѓу оние кои со текот на времето придонеле за развој на објектите и технологиите за лиофилизација, од конструктивна гледна точка, се Бенедикт и Менинг. (1905) и Шекел кои ја усовршија нивната инсталација и ја сфатија важноста, од технолошка гледна точка, на замрзнување на производот пред реалниот процес на лиофилизација. За време на Втората светска војна, постапката се користеше првенствено за транспорт на крвната плазма на фронтот. Оттогаш и до сега често се користи од компании во фармацевтската, козметичката и прехранбената индустрија.

Употребата на процесот на лиофилизација во прехранбената индустрија во споредба со другите процеси на складирање на производи ги има следниве предности:

- Тоа е единствениот процес со кој се извлекува вода од органска материја без уништување на клеточната структура и без губење на испарливи материи.
- Дава на храна супериорни својства, преку подобро зачувување и висок капацитет за рехидратација
- Зачувување на сетилните својства (текстура, вкус, мирис). Лиофилизираниот производ ја задржува својата оригинална форма, не се пени, не се стега, не се појавуваат локални концентрации на одредени растворливи фракции.
- Намалена тежина и волумен. Бидејќи водата се отстранува скоро целосно, тежината на лиофилизираните производи е помеѓу 1/4 - 1/10 од почетната тежина. Во случај на производи во прав, намалувањето на тежината е придружено со еквивалентно намалување на волуменот, што значи дека транспортот и складирањето се полесни и поевтини.
- Во споредба со смрзнување, производите што се сушат со замрзнување не бараат ниски температури на складирање. За жал, не сите прехранбени производи се погодни за преработка преку овој процес. За да се лиофилизира, производот мора да биде со супериорен квалитет, да има висока содржина на сува материја, мала содржина на маснотии и мала содржина на вода.

Основните елементи на процесот на лиофилизација се:

1) Прелиминарни третмани2) Замрзнување3) Сублимација (примарно сушење)4) Секундарно сушење5) Климатизација и пакување на лиофилизираниот производ6) Складирање на лиофилизираниот производ7) Рехидратација на лиофилизираниот производ за употреба

Сублимацијата е состојба на трансформација која троши околу 2800 kJ/kg сублимиран мраз. Во врска со овој аспект, лиофилизаторот бара извор на топлина. Сублимацијата може да се одвива само на температура под 0 C и под притисок под 610 Pa (4,58 torr). За притисоците што се користат за лиофилизација, водената пареа зафаќа огромен волумен: на пример, на -25 С, специфичниот волумен на пареа е околу 2000 м3/кг сублимиран мраз.

1) Предтретман на производи

Предтретман на производите подложени на лиофилизација има за цел подобрување на нивниот квалитет и може да биде:

- од механичка и хидромеханичка природа (сортирање, чистење, мелење, сечење, хомогенизација, калибрација, разделување, сечење, дебинирање)
- од физичка природа (криоконцентрација, деактивирање на ензими, антиоксидантни третмани)
- од хемиска природа (додавање на заштитни адитиви, засилувачи на арома и арома)

2) Замрзнување на производот

Замрзнувањето е практично најважната фаза од циклусот на сушење на замрзнување, од која во голема мера зависи крајниот квалитет на производот и неговата цена. Замрзнувањето се врши во внатрешноста на лиофилизаторот, а не во надворешниот замрзнувач, со што се зборува за внатрешно замрзнување.

Брзото замрзнување доведува до формирање на мали и рамномерно распределени ледени кристали во масата на производот, што го прави производот што е можно помалку погоден во однос на бавното замрзнување. После рехидратацијата, добро лиофилизираниот производ кој замрзнал брзо, генерално има својства многу блиску до оние на почетниот производ.

Со цел да се обезбеди добро сушење, крајните температури на замрзнување мора да бидат доволно ниски за практично да се зацврсти целата маса на вода содржана во производот. Препорачаната крајна температура на замрзнување е помеѓу -40 C и -60 C.

3) Примарно сушење

По замрзнување, проследено во некои случаи со дробење на замрзнатиот производ, производот се внесува во просториите каде што треба да се изврши вистинската лиофилизација.

Во комората за лиофилизација, притисокот се намалува со помош на вакуумска пумпа до вредност од 1 - 0,3 mm Hg на почетокот на примарното сушење. Бидејќи тројната точка на водата е под притисок од 4,6 nm Hg, следува дека при кој било притисок под оваа вредност единствените две можни фазни промени се сублимација и сублимација.

Како резултат на вакуумирање на замрзнатиот производ, вкупниот притисок е под тројната точка, има ефект на дехидратација на производот со сублимација. Сублимацијата предизвикува намалување на температурата на производот за 2 C - 15 C или повеќе, проследено со површно навлажнување на производот.

Бидејќи сублимацијата е ендотермичка реакција, потребно е добро снабдување со топлина од надворешната страна на производот за негов добар развој. Производот на тој начин се загрева, под низок притисок, со извор на топлина чиј топлински флукс постепено се регулира според количината на топлина еднаква на апсорбираната од мразот за сублимација.

Протокот на топлина мора трајно да се регулира за да се избегне делумно или целосно одмрзнување на замрзнатиот медиум на производот, прегревање на сувите делови на производот и прегревање на производот, соодветно.

Примарното сушење се смета за комплетно кога целосно ја сублимира целата маса на кристализирана вода од производот. Водената пареа што произлегува од сублимацијата на мразот е насочена кон оладен разменувач на топлина, на чија површина се кондензираат. Овој разменувач на топлина се нарекува кондензатор на постројката за лиофилизација.

4) Секундарно сушење

Главната фаза на сушење (сублимација) е завршена кога се сублимира последниот леден кристал во производот. Во овој момент водата што сè уште е содржана во производот 10 - 30% е во течна состојба и во форма на пареа. Апсорбираната вода е силно врзана и игра улога на филтер, со што се избегнува губење на испарливи материи.

Оваа вода апсорбирана од wallsидовите на порите на производот, иако е во мали количини, има штетни ефекти врз доброто зачувување на производот за време на складирањето и поради оваа причина мора да се отстрани. Следствено, процесот на десорпција мора да се спроведе на таков начин што ќе се избегне испарливите супстанции да се заситуваат во водена пареа со отстранување на водата.

Апсолутно е невозможно целосно отстранување на водата од производот, што одредува дека за секој случај операцијата на десорпција е запрена кога содржината на вода во производот паѓа под одредена минимална вредност.

Состојбата на преостаната влага прифатена во производот на крајот на секундарната фаза на сушење е генерално тешка, варира од производ до производ и се утврдува во зависност од експерименталните резултати добиени претходно, природата на производот, пакувањето и климатизацијата на лиофилизираниот производ, режимот и времетраењето на складирањето и употребата на производот.

Температурата за време на секундарното сушење е помеѓу 20 C - 65 C. Времетраењето на секундарното сушење е помеѓу 1 - 6 часа се определува според природата на производот, времето на инсталација за лиофилизација и посакуваната преостаната влажност.

5) Климатизација и пакување на лиофилизирани производи

По завршувањето на фазата на секундарно сушење и притисокот на куќиштето пред сушењето, лиофилизираните производи се отстрануваат од куќиштето и се препорачува да се чуваат 2-3 дена во вакуумски контејнери со голем капацитет, со цел да се хомогенизира преостанатата влага, по што се врши кондиционирање. конечно во мали пакувања наменети за дистрибуција до корисникот.

Кондиционирањето на лиофилизираните производи се прави со цел да се елиминираат или намалат на максимум причините што ги одредуваат промените во квалитетот на производите при складирање, транспорт и ракување.

Факторите кои влијаат на рокот на траење на лиофилизираните производи се:

- Преостаната влага
- Светлината
- кислород
- Механичко оштетување

Лиофилизираните производи се претпочитаат спакувани под вакуум или во атмосфера на инертен гас (азот, јаглерод диоксид, сув воздух со релативна влажност од 10% - 20%). Материјалите што се користат за пакување се непропустливи за гасови, ароми, водена пареа, маснотии. Користеното пакување мора да биде совршено запечатено.

Системите што се користат за пакување на лиофилизирани производи обично се:

- Метални кутии со или без внатрешен лак, со систем за затворање што овозможува пакување под вакуум или во атмосфера на инертен гас
- Стаклено пакување, систем кој овозможува употреба на широк спектар на внатрешна атмосфера, но има недостатоци поврзани со влијанието на светлосните зраци врз затегнатоста
- Пакување базирано на пластика

6) Чување на лиофилизирани производи

Општо, ако лиофилизацијата, климатизацијата, амбалажата се извршени во добри услови, тогаш складирањето не подразбира никакви негативни ефекти врз лиофилизираниот производ. Нивото на температура на складирање влијае на рокот на траење на лиофилизираните производи. Оптималната температура на складирање се разликува од еден до друг производ. Постојат лиофилизирани производи за кои е потребна температура на складирање до 0 C, додека другите може да се чуваат на температура од 30 С. Со намалување на температурата на складирање, времето на складирање може да се продолжи во некои случаи за повеќе од 10 пати.

7) Рехидратација на лиофилизирани производи за употреба

Во споредба со храната исушена со други процеси, сувите производи со замрзнување може да се рехидрираат многу побрзо и поцелосно. Серија на замрзнати производи како кафе, чај, овошни сокови, веднаш се рехидрираат топло или ладно со додавање вода. Квалитетот на лиофилизираниот прехранбен производ се цени првенствено од брзината со која се рехидрира.

---