- Dondurarak kurutma veya liyofilizasyon, yemek için "askıya alınmış animasyon" gibidir. Dondurarak kurutulmuş bir yemeği yıllarca ve yıllarca saklayabilirsiniz, ve sonunda, onu yemeye hazır olduğunuzda, biraz sıcak su ile tamamen canlandırabilirsiniz. Tüm bu yıllar sonra bile, tat ve doku hemen hemen aynı olacaktır. Bu bir numara!
Bu yazıda, dondurarak kurutma işleminin ardındaki temel düşünceyi inceleyeceğiz ve süreçte yer alan farklı adımlara bakacağız. Ayrıca donma kurumasının normal dehidrasyondan nasıl farklı olduğunu da göreceğiz ve bazı önemli uygulamalarını öğreneceğiz.
-
Kampçılar için tasarlanmış, dondurularak kurutulmuş bir spagetti ve köfte yemeği: Sol tarafta kurutulmuş versiyon; Sağ tarafta rehidrated versiyonu.
Dondurarak kurutma ile ilgili temel fikir, malzemenin temel yapısı ve bileşimi bozulmadan bırakılırken, gıda gibi bazı malzemelerin suyunu tamamen uzaklaştırmaktır. Birinin bunu yemekle yapmak isteyebileceği iki sebep vardır:
İnsanlar ayrıca ilaç gibi başka materyalleri korumak için dondurarak kurutma yöntemini kullanırlar. Birçok ilaç, su ve havaya maruz kaldığında oldukça çabuk bozunur, çünkü yiyeceklerin dezavantajları aynı temel nedenlerden ötürü. Kimyacılar, materyali dondurarak kurutma ve oksijen ve su içermeyen bir kapta saklayarak farmasötik raf ömrünü büyük ölçüde uzatabilirler. Benzer şekilde, araştırmacı bilim adamları biyolojik örnekleri uzun süre korumak için dondurarak kurutma kullanabilirler. Dondurularak kurutulmuş biyolojik örnekler, çiçekçi dünyasında da oldukça büyüktür. Dondurularak kurutulmuş güller, düğün süslemeleri olarak popülaritesi artmaktadır. Donma-kurutma prosesi, aynı zamanda, nadir ve değerli el yazmaları gibi su-hasarlı malzemeleri geri kazanmak için de kullanılmıştır.
Fotoğraf nezaket NASA Dondurularak kurutulmuş gıdalar, NASA'nın uzay görevlerinin çoğunda temel bir yer olmuştur.
Yiyecekleri, ilaçları ve hemen hemen tüm diğer biyolojik maddeleri kurutmak oldukça basittir. Sıcak, kurak bir alana yerleştirin ve içinde sıvı su olacak buharlaştırmak: Isı, su moleküllerine, sıvının "serbest kalmasını" ve gaz partiküllerine dönüşmesi için yeterli enerjiyi verir. Sonra bir kapta mühürlersiniz ve kuru kalır. Bu, üreticilerin toz haline getirilmiş çorba ve pişirme karışımları gibi susuz yemekleri nasıl yaptıklarıdır.
Bu yaklaşımla iki büyük sorun var. İlk olarak, suyun buharlaşma yoluyla tamamen uzaklaştırılması zordur, çünkü suyun çoğu doğrudan havaya maruz kalmaz. Genel olarak, bu şekilde yiyeceklerin dehidre edilmesi sadece suyun% 90 ila 95'ini çıkarır, bu da bakterileri ve enzim aktivitesini kesinlikle yavaşlatır, ancak tamamen durmaz.
İkincisi, buharlaştırma işleminde yer alan ısı, bir fırında ısı, gıdayı değiştirdiği şekilde, malzemenin şeklini, yapısını ve bileşimini önemli ölçüde değiştirir. Isı enerjisi, genel formunu, tadını, kokusunu veya görüntüsünü değiştiren gıda maddelerinde kimyasal reaksiyonları kolaylaştırır. Bu pişirmenin temel amacıdır. Bu değişiklikler, eğer yiyeceklerin tadı daha iyi bir hale getiriyorsa (ya da farklı bir şekilde tadı güzelse) iyi olabilir, fakat eğer bir şeyleri kurutuyorsanız, daha sonra yeniden canlandırabilirsiniz, bu süreç kaliteden ödün vermez.
Dondurarak kurutma ile ilgili temel düşünce, buharlaştırma işlemi için gerekli olan ısıyı uygulamadan kurutmak suretiyle malzemenin bileşimini ve yapısını "kilitlemek "tir. Bunun yerine, dondurarak kurutma işlemi, katı suyu - buz - doğrudan su buharına dönüştürerek, sıvı fazı tamamen atlar. Bir sonraki bölümde, dondurarak kurutma makinelerinin bunu nasıl çözdüğünü öğreneceğiz.
-
Dondurarak kurutmada temel prensip yüceltmebir katıdan doğrudan bir gaza geçiş. Tıpkı buharlaşma gibi, süblimasyon bir molekülün etrafındaki moleküllerden kurtulmak için yeterli enerji kazandığında ortaya çıkar. Moleküller serbest kalmaya yetecek enerjiye sahip olduklarında su katı (buz) bir gazdan (buhar) yüceltecektir, ancak koşullar bir sıvının oluşması için uygun değildir.
Neyi belirleyen iki temel faktör vardır. faz Bir madde (katı, sıvı veya gaz) alacaktır: ısı ve atmosferik basınç. Bir maddenin belirli bir fazı alması için, sıcaklık ve basınç belirli bir aralıkta olmalıdır. Bu koşullar olmadan, maddenin bu aşaması mevcut olamaz. Aşağıdaki tablo, suyun farklı fazlarının gerekli basınç ve sıcaklık değerlerini göstermektedir.
Tablodan, suyun deniz seviyesinde (32 derece Fahrenheit veya 0 santigrat derece) ve deniz seviyesinin kaynayan su seviyesinin arasında olması durumunda, deniz seviyesinde bir sıvı formunu alabileceğini görebilirsiniz (basınç 1 atm'a eşittir). nokta (212 F veya 100 C). Ancak atmosfer basıncını 0,5 atmosferin (ATM) altında tutarken, 32 F üzerindeki sıcaklığı arttırırsanız, su çözülecek kadar sıcaktır, ancak bir sıvının oluşması için yeterli basınç yoktur. Gaz olur.
Bu tam olarak bir dondurarak kurutma makinesinin yaptığı şeydir. Tipik bir makine, ısıtma ünitelerine bağlı birkaç raf, bir buzdolabı kompresörüne bağlı bir dondurucu bobin ve bir vakum pompası içeren bir dondurarak kurutma odasından oluşur.
Basitleştirilmiş bir dondurarak kurutma makinesi
Çoğu makinede, hala donmamış halde saklanacak malzemeyi raflara koyarsınız. Hazneyi kapatıp işlemi başlattığınızda, makine odadaki sıcaklığı düşürmek için kompresörleri çalıştırır. Materyal, su hala mevcut olsa bile, etrafındaki her şeyden, moleküler seviyede suyu ayıran donmuş katıdır.
Ardından, makine odadaki havayı zorlamak için vakum pompasını çalıştırır ve atmosfer basıncını aşağıya düşürür. Isıtma üniteleri raflara az miktarda ısı uygulayarak buzun faz değiştirmesini sağlar. Basınç çok düşük olduğu için, buz doğrudan su buharına dönüşür. Su buharı, dondurarak kurutma odasından, dondurucu bobini geçerek dışarı akar. Su buharı, buz gibi kıvırma bobininde katı buz biçiminde yoğunlaşır, aynı şekilde su soğuk bir günde don olarak yoğunlaşır. (Kondansatörler ve soğutma bobinleri hakkında daha fazla bilgi için Buzdolaplarının Nasıl Çalıştığına bakın.)
Bu malzeme yavaş yavaş kurur iken, bu birçok saat (hatta günler) için devam eder. Süreç çok uzun zaman alır, çünkü malzemenin aşırı ısınması bileşimi ve yapıyı önemli ölçüde değiştirebilir. Ek olarak, süblimasyon sürecinin hızlandırılması, bir süre içinde daha fazla su buharı üretebilir, daha sonra pompalama sistemi hazneden çıkarılabilir. Bu, malzemeyi bir miktar rehidre ederek kalitesini düşürebilir.
Malzeme yeterince kurutulduktan sonra, genellikle oksijen emici bir malzeme ile nemsiz bir ambalaj içinde kapatılır. Ambalaj güvenli olduğu sürece, malzeme bir miktar suyla (çok az miktarda nemli kalır, bu nedenle malzeme sonunda bozulacaktır) geri dönüşüme uğramadan yıllarca ve yıllar boyunca bir rafta oturabilir.. Eğer her şey doğru şekilde çalışıyorsa, materyal tüm süreç boyunca neredeyse tamamen zarar görecektir!
Tarihi ve uygulamaları da dahil olmak üzere dondurarak kurutma hakkında daha fazla bilgi için sonraki sayfadaki bağlantılara bakın.