Il ruolo della tecnologia del vuoto nel campo della liofilizzazione

Esistono molti modi per prolungare la durata di conservazione degli alimenti. Un passaggio importante nei più antichi metodi di affumicatura e stagionatura è l'essiccazione, e questo metodo esisteva molto prima del congelamento, della cottura ad alta temperatura o del confezionamento sottovuoto. La moderna tecnologia di liofilizzazione è una distillazione migliorata dei metodi di essiccazione tradizionali, che può prevenire il deterioramento degli alimenti per un periodo di tempo più lungo. Questo processo è possibile solo con la moderna tecnologia del vuoto, poiché gli alimenti liofilizzati devono essere eseguiti sotto vuoto.

La liofilizzazione è adatta per frutta e bacche, ma anche per carne o verdure cotte. Anche erbe e spezie possono essere conservate tramite liofilizzazione, con solo una piccola percentuale di umidità residua in questi prodotti dopo il trattamento. Il cibo liofilizzato più famoso è probabilmente il caffè solubile (istantaneo). Molti cibi pronti da mangiare che si sciolgono solo in acqua bollente e sono stati trasformati in pellet o polveri sono anch'essi liofilizzati. In generale, il cibo può anche essere essiccato in un modo più semplice, come l'essiccazione. Ma lo svantaggio è che potrebbe cambiare la struttura e l'aspetto del cibo, inoltre, l'aroma reagirà con l'ossigeno nell'atmosfera, influenzandone il gusto.

Il processo di liofilizzazione non modifica la struttura del cibo e le cellule essiccate del cibo possono facilmente riassorbire l'acqua durante la cottura. Con l'essiccazione sotto vuoto, la fragranza viene preservata il più possibile.

La liofilizzazione è un processo fisico puro che utilizza il principio della sublimazione. Nel vuoto della camera di essiccazione, l'acqua congelata sublima in vapore acqueo. Il ghiaccio salta "liquid" e passa direttamente da "solid" a "gas."

Schema del liofilizzatore: 1. Camera di essiccazione, 2. Condensatore (trappola fredda), 3. Sistema del vuoto, 4. Apertura della porta, 5. Possibilità di riscaldare la piastra intermedia, 6. Raffreddamento della serpentina.

Infatti, prima che il processo di essiccazione possa iniziare, che si tratti di bacche, fette di frutta o estratti di caffè, devono essere refrigerati a basse temperature nella cella frigorifera. Il prodotto viene quindi steso su un pallet e posizionato direttamente o su un carrello nel freezer, dopodiché il prodotto congelato viene posto nella camera di essiccazione.

In alcuni liofilizzatori, il congelamento può essere effettuato direttamente nella camera di essiccazione e gli essiccatori vengono utilizzati anche per la lavorazione continua degli alimenti.

Dopo il raffreddamento, il processo di essiccazione vero e proprio viene eseguito nella camera, dove la pressione dell'aria viene ridotta da una pompa a vuoto fino a raggiungere un vuoto da 1 a 0,5 mbar. Ora, l'acqua congelata inizia a evaporare a una bassa temperatura da -50 a -40 °C e il vapore acqueo viene pompato dalla camera di essiccazione al condensatore a valle dalla pompa a vuoto. In questa trappola "ice", che viene raffreddata ad almeno -70 °C, il vapore acqueo sublima sulla serpentina di raffreddamento per condensarsi in ghiaccio e in questo processo, la maggior parte dell'acqua nel prodotto viene rimossa, il che è chiamato essiccazione preliminare.

Quando l'acqua sublima, assorbe energia termica dalla camera di essiccazione, il che significa che durante il processo la temperatura nella camera scende, quindi la camera deve essere riscaldata. Bisogna fare attenzione a garantire che venga aggiunta solo la stessa energia termica dell'energia di sublimazione ottenuta dall'acqua per mantenere la temperatura costante o consentire alla temperatura di aumentare leggermente fino a -20 °C.

Per la maggior parte degli alimenti, l'essiccazione primaria è immediatamente seguita dall'essiccazione secondaria. Ciò include la rimozione dell'umidità residua nel prodotto in uno stato fortemente adsorbito riducendo il vuoto a 0,01 mbar o meno e aumentando la temperatura sopra il punto di congelamento. La camera di essiccazione viene quindi ventilata a pressione atmosferica e il prodotto essiccato con un contenuto di acqua dell'1-4% viene rimosso per un'ulteriore lavorazione. L'uso di aria secca o gas inerte per la ventilazione, in modo che il prodotto essiccato non possa assorbire l'umidità nell'aria ambiente.