Ліофілізаційне сушіння призначене для видалення вільної води та частини зв’язаної води, адсорбованої в зазорі твердої решітки в умовах низькотемпературного вакууму. Таким чином, процес сублімаційного сушіння зазвичай поділяється на п’ять етапів, а саме попереднє заморожування, сублімаційне сушіння (або сушіння на першому етапі), аналітичне сушіння (або сушіння на другому етапі), оцінка кінцевої точки та видалення продукту.
Виробник обладнання для сублімаційної сушки харчових продуктів: попереднє заморожування продуктів
Ця стадія в основному відіграє постійну роль для того, щоб висушити продукт. Це надзвичайно важливий крок, тому що, якщо з ним поводитись неправильно, це спричинить багато проблем із формуванням продукту або погіршить якість. Тому необхідно суворо контролювати час попереднього заморожування, температуру та ступінь вакууму, але в реальному виробництві фактори впливу на ступінь вакууму часто ігноруються в процесі попереднього заморожування. Температура попереднього замерзання зазвичай становить на 5 градусів нижче точки замерзання, також відомої як температура евтектичної точки, або на 10~15 градусів нижче температури евтектичної точки. Точкою стрибка температури в цьому процесі є відповідна температура перед замерзанням. Коли температура досягне температури сублімаційного сушіння, тримайте її протягом деякого часу. Час попереднього заморожування не є фіксованим, і його можна повністю заморозити за 2-3 годин, що залежить від завантаження продукту, площі пластини та властивостей теплоносія.
Виробники обладнання для сублімаційної сушки харчових продуктів: сублімаційна сушка продуктів
Це основний процес сублімаційного сушіння, головним чином для сублімації льоду в матеріалі, але щоб переконатися, що лід не розчиняється, тиск насиченої пари в точці замерзання матеріалу є вищим, ніж тиск пари навколо льоду. Тому необхідно швидко видалити утворену водяну пару і постійно поповнювати тепло, необхідне для сублімації. Основними факторами впливу на цей процес стають температура і тиск. По-перше, це температура під час сублімаційного сушіння, яка повинна бути нижче евтектичної точки. Швидкість сублімації найвища поблизу евтектичної точки. Під час процесу сублімації межа розділу між сухим шаром і замороженим шаром у твердому продукті з часом поступово зменшується. Коли межа розділу між сухим і замороженим шаром зникає (заморожений шар зникає), підвищення температури продукту в цей час відбувається значно швидше, ніж до зникнення замороженого шару. Відповідно до процесу виробництва продукту, його слід продовжити на кілька годин, щоб гарантувати, що всі замерзлі шари всередині продукту зникнуть.
Виробники обладнання для сублімаційної сушки харчових продуктів: аналітична сушка продуктів
Після сублімаційного сушіння всі кристали льоду в матеріалі залишать багато дірок, але залишиться приблизно 10% незамерзлої води. Під аналітичним сушінням ми маємо на увазі зменшення цієї частини води та утримання її на рівні приблизно 2%, що працює при сушінні матеріалів. Вищу температуру на цій стадії слід визначати відповідно до властивостей продукту та необхідного вмісту вологи в готовому продукті, але температуру можна відповідно підвищити, щоб зменшити вміст вологи. На етапі повторного сушіння тиск аерації необхідно відповідно збільшити для проведення тепла. Щоб прискорити швидкість сушіння та скоротити час, високий вакуум можна відновити, коли температура продукту повністю досягне температури, встановленої теплоносієм.
Виробник обладнання для сублімаційного сушіння харчових продуктів: оцінка кінцевої точки сублімаційного сушіння
У фактичній експлуатації час закінчення аналітичного сушіння можна оцінити на основі таких явищ:
(1) Температура продукту в основному відповідає температурі нагрівальної стійки та підтримується протягом певного періоду часу.
(2) Тиск у сушильній печі та тиск у холодній пастці мають тенденцію бути постійними та підтримуватися протягом певного періоду часу.
(3) Тиск у печі. Температура холодної пастки в основному повертається до індексу, коли обладнання розвантажується та підтримується протягом певного періоду часу.
(4) Коли клапан між сушильною піччю та конденсатором закрито, рівень вакууму в сушильній печі підвищується менш ніж на 5 Па (0.05 бар) протягом двох хвилин, щоб судити про те, що сублімаційне сушіння закінчено .
Виробник обладнання для сублімаційного сушіння харчових продуктів: параметри конструкції кривої сублімаційного сушіння
Криву сублімаційної сушки можна розділити на широку та вузьку. Вузька крива сублімаційної сушки відноситься до кривої залежності між температурою в печі сублімаційної сушки та часом. У широкому розумінні крива сублімаційного сушіння відноситься до кривої залежності між температурою продукту, температурою пластини (полиці), температурою конденсатора (холодної пастки), ступенем вакууму та часом під час процесу сублімаційного сушіння, як показано на малюнку нижче. Зазвичай температура і тиск є ординатами, а час - абсцисою. Тільки шляхом комплексного контролю параметрів кожного етапу процесу сублімаційної сушки можна отримати високоякісну продукцію. Крива сублімаційної сушки є не тільки основою для ручного керування сублімаційною сушаркою, але й основою для автоматичного керування роботою сублімаційної сушарки.
