Что такое сублимированная сушка
Что такое сублимация?
Сублимация, или сублимационная сушка – способ консервации, который максимально сохраняет все полезные вещества и свойства продуктов. Еще она может называться лиофилизация (лиофильная сушка), или возгонка.
Как же происходит процесс сублимации (лиофилизации)?
Если совсем коротко, продукты замораживают до очень низких температур и буквально вымораживают из них воду в вакуумных камерах, затем готовый продукт досушивают уже при плюсовой температуре и герметично упаковывают.
Температура замораживания для разных продуктов разная и варьируется от минус 20 до минус 200 градусов. Заморозка это очень важный этап в сублимационной сушке. Надо максимально быстро достигнуть температуры ниже точки затвердевания продукта, чтобы образовались очень мелкие кристаллы льда, которые не разрушают структуру продукта и проще испаряются.
В вакуумной камере создается пониженное давление, чтобы вода из твёрдого состояния переходила сразу в газообразное, минуя жидкую фазу. Другими словами, лед испаряется из продукта, не превращаясь в воду.
Существует сочетание температуры и давления, которое называется тройная точка – когда вода одновременно находится в твердом, жидком и газообразном состоянии. Сублимация происходит при условиях ниже тройной точки. (да, да название лиофилизированного мороженого взято именно отсюда).
Сублимация, как уже говорилось выше, позволяет сохранить практически все полезные свойства и пищевую ценность продуктов, т.к. при такой сушке не используются высокие температуры, разрушающие некоторые витамины и белки. При этом сублимированные продукты имеют минимально возможную влажность – 2-5%. Никакой другой способ сушки не даст такой маленький процент влажности. А это значит, что сублиматы – самая лёгкая еда, которую можно положить в рюкзак, т.к. в них минимально возможное количество воды.
У сублимированных (лиофилизированных) продуктов есть свои преимущества и недостатки:
Преимущества сублиматов:
Недостатки сублиматов:
Хочется отметить еще один момент, который влияет на стоимость продукта – для сублимации можно использовать ТОЛЬКО сырье высокого качества. Подпорченные овощи, фрукты или постоявший пару дней даже в холодильнике суп после сублимированной сушки будет непригоден для еды.
Подводя итог, можно сказать, что
Остались вопросы? С чем-то не согласны? Пишите ваше мнение в комментариях.
Скоро выйдет статья про менее энергозатратные способы сушки.
Что такое сублимированные ягоды и фрукты – особенности применения в кондитерских изделиях
Термин «сублиматы» впервые широко распространился по России в 60-е годы прошлого столетия, хотя технологию вакуумной сушки придумали задолго до начала космической эры и именно в нашей стране. Сегодня, даже не будучи космонавтом, разработчиком или человеком из их окружения, все мы рано или поздно сталкиваемся с сублимированными продуктами. В связи с пропагандой здорового образа жизни, они стали очень популярны в Европе и США, активно растет спрос и в РФ.
Что такое сублиматы
Сублиматами называют продукты, полученные в результате процесса особой сушки, когда вода, содержащаяся в любом из них, переходит в лед, а затем в газообразное состояние, минуя жидкую стадию. Это инновационный метод консервирования, практически единственный, который не требует применения собственно консервантов, позволяет при этом достигнуть сразу нескольких целей:
Интересно, что технологию совершенно случайно изобрел русский горный инженер Георгий Павлович Лаппа-Старженецкий в самом начале 20-х годов прошлого столетия. Можно сказать, что это было «яблоко Ньютона».
Метод сразу подхватила фармацевтика, где стали производить сухие компоненты для медицинских препаратов и кровезаменителей. Затем, уже в 60-е годы, наладили производство продуктов для полярников, моряков дальнего плавания, геологов, спелеологов и, конечно, космонавтов. Первые тюбики такой сублимированной пищи – знаменитые экспонаты Музея космонавтики.
Как изготавливают сублиматы
Сублимация или лиофилизация – процесс, который лег в основу нового направления консервирования и уникальной категории пищи формата «здоровое питание». Технология приготовления идет в 2 этапа:
Не путайте с дегидрацией, то есть обезвоживанием! Это другая технология, и она тоже применяется при приготовлении продуктов с длительным сроком хранения.
Сублимированный продукт не подвергается тепловой обработке. Создается щадящий режим, и это основная идея метода. Сохраняется, как показывают исследования, до 100% витаминов, микроэлементов и других полезных веществ. Обеспечена повышенная пищевая ценность на фоне аналогового консервирования.
Важными параметрами процесса являются коэффициенты сублимации (соотношение веса сырья и сублимата) и восстановления (соотношение веса сублимата и восстановленного продукта). То есть, учитывается, во сколько раз уменьшается продукт, во сколько раз затем увеличивается.
Как правило, коэффициенты равны, за исключением некоторых видов товаров, но этот параметр обязательно указывается на упаковке каждого сублимата и в инструкции по восстановлению, которую необходимо соблюдать. Вас не должен обманывать шикарный вид цельных ягод. Они сначала нуждаются во влаге!
Для того чтобы продукт был готов к употреблению, достаточно открыть вакуумную упаковку и положить его в воду, соблюдая указанный в инструкции объем. Сублимат впитает влагу, удаленную при консервации, и примет свой прежний размер.
Преимущества сублиматов
Как показали лабораторные исследования в сфере диетологии, продукты, подвергшиеся вакуумно-сублимационной сушке, превосходят по своим качествам аналоги, предназначенные для диетического питания. Они:
сохраняют все полезные вещества и вкусовые характеристики;
быстро усваиваются, дают организму мощный заряд бодрости;
обеспечивают полноценное питание и длительное насыщение;
занимают мало места;
Уже много лет сублиматы включают в рацион не только космонавтов, длительное время находящихся на орбите. Эту пищу берут в походы, ею снабжают участников экспедиций, представителей МЧС и других служб. Легкая, малообъемная пища быстрого приготовления очень выручает в любых по сложности ситуациях.
В каких фракциях существуют сублимированные ягоды и фрукты
Ягоды и фрукты в сублимированном виде – одни из самых востребованных на кулинарном рынке товаров. Их применяют и в промышленных масштабах, и в частной коммерческой кулинарии, и в быту.
У ягод и фруктов низкая калорийность и высокий коэффициент сублимации. Для обеспечения максимума эффекта производители измельчают сырье до порошка.
Форма при восстановлении порошка непривычна, однако это не меняет вкус и пользу продукта. Стоимость при любой форме, по сути, равна свежим аналогам в сезон.
Выбор фракций разнообразен, и это обеспечивает широту сфер применения, это могут быть целы ягоды, слайсы (тонкие срезы), половинки, кусочки неровной формы и разного размера с градацией по фракциям, кусочки правильной формы изготовленные из порошка методом формовки, грис или гранулы, порошок. В каталоге компании Шоко.ru представлены большой ассортимент сублимированных ягод и фруктов в разных фракциях.
Применение сублиматов в кондитерских изделиях
Наличие разных фракций очень удобно для кулинаров, позволяет сразу, не теряя время, получить готовые начинки и декор для выпечки, наполнители для йогуртов, шоколада и других продуктов. Вес упаковок различается – 250 гр. и 50 гр.. Это позволяет сделать выбор как для больших производственных предприятий, так и для личного использования.
Ягоды и фрукты сублимационной сушки можно закупать большими партиями, что обеспечивает дешевым сырьем на длительный период, ведь продукты имеют внушительный срок хранения. Результат закупки больших партий – экономия за счет отсутствия угрозы повышения цен.
Сублимированные фрукты и ягоды в любой период года после восстановления формы восхищают своими ароматам и качеством натуральной фактуры. Применяют продукт как наполнитель и для декорирования готовой выпечки, тортов, шоколада.
На этом список сфер применения не заканчивается, ведь помимо сладких десертов и выпечки ягоды и фрукты используются при приготовлении мясных и рыбных блюд, супов, соусов и другой пиши. Тысячи и тысячи кулинарных рецептов строятся именно на присутствии свежих плодовых ингредиентов, и ни один вид консервирования не дает эффекта «только что с грядки, куста, дерева»!
Цены на сублимированные ягоды и фрукты
Применение ягод и фруктов, подвергшихся особому виду консервирования, значительно расширяет не только возможности профессиональных и домашних кулинаров. Это позволяет экономить средства, получая при этом свежайший, полезный продукт даже среди лютой зимы, словно вы отправили падчерицу за подснежниками. Она, как в сказке, принесла вам ягоды и фрукты, будто только что сорванные с ветки!
Сублиматы в отличие от искусственно выращенных в осенне-зимний период в парниках, снятых недозрелыми ради упрощения транспортировки плодов, восполняют необходимый запас витаминов, минералов, аминокислот и многих других важных организму элементов. Они не содержат пестицидов и прочих вредных веществ.
Стоимость сублимированных продуктов соразмерна полученным в сезон ягодам и фруктам, поскольку консервирование происходит массовым порядком. Сырье поставляется по закупочным, сезонным ценам. Мы знаем, что при первичной покупке клиенту сложно преодолеть некий психологический барьер: вроде бы покупается небольшой пакетик, а цена, как за килограмм в сезон. Да, после восстановления это будет именно так.
Не забывайте, что именно легкий вес сублиматов – одно из их значительных преимуществ! Достаточно попробовать однажды, чтобы преодолеть психологический барьер. Кроме того, приобретение сублиматов в розницу, мелким и крупным оптом на длительный период (вплоть до нескольких лет) позволяет получить хорошие скидки.
Что такое сублимация (технология производства сублимированных продуктов)
Довольно подробная статья о технологии произвоства сублиматов. Чем же они отличаются от сушеных подуктов?
Сублимационная сушка основана на способности льда при определенных условиях испаряться, минуя жидкую фазу. Сублимационная сушка имеет следующие преимущества по сравнению с традиционными методами консервирования:
исключается необходимость холодильного хранения, так как сухие продукты могут длительное время храниться при положительных температурах;
значительно уменьшается масса продуктов после сушки, следовательно, снижаются расходы на погрузочно-разгрузочные работы и транспортировку продуктов;
упрощается система реализации продуктов и удлиняются сроки их реализации;
вкусовые качества продуктов изменяются незначительно.
Сублимационная сушка возможна, когда давление паров окружающей среды ниже давления в тройной точке А. При этом лед, минуя жидкую фазу, превращается в пар, который ассимилируется окружающей средой или конденсируется на холодной поверхности испарителя.
В процессе сушки в зону парообразования непрерывно должна подводиться энергия в количестве, достаточном для компенсации теплоты фазового превращения, отнимаемой от продукта. Подвод теплоты в зону парообразования усложняется по мере продвижения этой зоны в глубь продукта. Образующийся слой подсохшего продукта оказывает сопротивление как переходу пара из зоны парообразования к поверхности продукта, так и передаче теплоты снаружи в зону парообразования.
В настоящее время ассортимент продуктов, полученных сублимационной сушкой, достаточно разнообразен и может быть подразделен на несколько групп.
Молочные продукты: творог, молоко и др.
Яйцепродукты: яичный белок, яичный желток
Фрукты, ягоды и продукты их переработки: яблоки, абрикосы, персики, сливы, бананы, клубника, малина, фруктовое пюре, плодово-ягодные соки и др.
Быстрорастворимые чай, кофе, пряности.
Весь технологический процесс получения сублимированных продуктов состоит из следующих основных операций:
отбора и предварительной обработки сырья;
упаковки высушенных продуктов.
Физико-химические, биохимические и структурно-механические свойства исходного сырья определяют качество и пищевую ценность высушенного продукта, а также особенности технологии его консервирования.
Особенности предварительной обработки поступающего на сублимационную сушку сырья определяются спецификой состава и свойств пищевых продуктов и сводятся в основном к тепловой обработке, нарезке, измельчению, введению добавок, а также биохимическим методам.
Процесс замораживания как первый этап сублимационной сушки существенно влияет на качество продуктов, причем быстрое замораживание способствует максимальному сохранению исходных свойств большинства пищевых продуктов.
Пищевые продукты в зависимости от их состава и свойств замораживают в специальных камерах при атмосферном давлении или непосредственно в сублиматоре за счет интенсивного испарения части влаги в результате непрерывно возрастающего вакуума. В то же время вакуум-замораживание неприемлемо при сублимационной сушке сырого мяса и рыбы в кусках, фруктовых соков, пюре, некоторых видов ягод и фруктов, так как при этом существенно изменяются физико-химические и структурные свойства продукта.
При замораживании пастообразных продуктов (молоко, чай, соки и др.) предусматривается последующее измельчение их в условиях отрицательных температур. Поэтому достаточно эффективно замораживание жидких материалов в распыленном состоянии с последующей сушкой замороженных гранул в тонком слое.
При замораживании продуктов в специальных скороморозильных камерах технологический процесс следует организовать так, чтобы продукт перед началом сублимации не оттаивал.
При проведении собственно сублимационной сушки для получения высококачественного продукта необходимо удалить 75-90% влаги при отрицательной температуре в центральной зоне продукта. Оставшаяся часть наиболее прочно связанной влаги удаляется при положительных температурах продукта. Допустимый уровень температуры продукта в период сублимации и удаления остаточной влаги определяется его свойствами и продолжительностью процесса сушки. Пищевые продукты достаточно высокого качества могут быть получены при умеренно низких температурах сублимации — от −10 до −30°С. Так, при сушке большинства овощей достаточная температура сублимации находится на уровне −10°С. При сушке ягодных и фруктовых соков вследствие высокого содержания в них сахара в зоне сублимации должна поддерживаться температура от −20 до −30°С. Температура продуктов животного происхождения в период сублимации влаги не должна быть выше −15 −20°С. Длительность этого периода сушки составляет 50-60% полного времени сушки, а количество удаляемой влаги — 40-50%.
На стадии удаления остаточной влаги наиболее важными факторами обеспечивающими высокое качество продукта, являются продолжительность воздействия повышенной температуры и ее максимальное значение. Для каждого вида пищевых продуктов существует температурный предел устойчивости к нагреву. В границах этого температурного предела могут быть подобраны оптимальные соотношения температуры продукта и продолжительности нагрева, при которых длительность процесса сушки будет наименьшей при минимальных изменениях в продукте. Так, в зависимости от свойств продукта и продолжительности процесса сушки допустимый уровень температур материала в период удаления остаточной влаги находится в пределах от 40 до 80°С. Длительность этого периода составляет 30-40%, а количество удаляемой влаги — 20-30% общего ее количества.
Оценка пищевой ценности продуктов сублимационной сушки по органолептическим, физико-химическим показателям, степени перевариваемости и усвояемости показывает их незначительные отличия от исходных продуктов. При этом достаточно хорошо сохраняются полиненасыщенные жирные кислоты, незаменимые аминокислоты, витамины, минеральные вещества и другие важные показатели пищевой ценности продуктов. Хорошо сохраняются также присущий продуктам аромат и вкус. В то же время продукты сублимационной сушки имеют пористую структуру и поэтому обладают высокой абсорбционной способностью. Обезвоженные продукты животного и растительного происхождения интенсивно поглощают кислород из окружающей среды, причем особенно интенсивно в начальный период хранения. Абсорбция газообразного кислорода может привести к интенсивному развитию окислительных процессов, следствием чего является снижение органолептических показателей и пищевой ценности продуктов.
Кроме того, продукты сублимационной сушки активно адсорбируют из окружающей среды влагу, что стимулирует развитие реакций потемнения, приводящих к снижению качества продукта в процессе хранения. Адсорбционную способность продукта можно уменьшить прессованием его до упаковки. Процесс прессования необходимо проводить в условиях, исключающих контакт продукта с кислородом воздуха. Прессование высушенных продуктов позволяет также увеличить их объемную массу и коэффициент использования тары.
Сублимированные продукты сразу же после получения должны быть герметично упакованы. Упаковка должна изолировать продукт от кислорода воздуха и действия света, предотвращать сорбцию влаги высушенным продуктом из окружающей среды, защищать от механических повреждений, предохранять от потери естественного запаха и приобретения посторонних. Наиболее приемлема для этих целей тара из полимерных материалов, основными преимуществами которой являются относительно высокие барьерные свойства, небольшая масса и жесткость, хороший внешний вид и низкая стоимость. Наиболее оптимальным вариантом при этом являются полимерные материалы на основе алюминиевой фольги, кэшированной полимерными пленками. Продукты следует упаковывать сразу же после сушки в условиях пониженного содержания кислорода и влаги.
Кислород из упаковки удаляют различными методами: физическими, химическими или биохимическими. Из физических методов в производственной практике наибольшее распространение получило однократное вакуумирование упаковки с последующим введением в нее азота. К достаточно эффективным химическим методам относится удаление кислорода из упаковки в результате реакции взаимодействия его с водородом, протекающей с участием катализатора, в качестве которого используется палладии. Можно также упаковывать продукты в специальных герметизированных камерах с инертным газом, где этим управляет микропроцессор.
В настоящее время общепризнанно, что в процессе сублимационной сушки происходят некоторые изменения свойств исходного сырья, но они минимальны по сравнению с изменениями при консервировании другими методами.
Вкусных и полезных всем походов и легких рюкзаков!
Сублимационная сушка пищевых продуктов
Стоимость продукта во многом зависит от времени сублимационной сушки. Поэтому параметры процесса и другие условия его протекания часто задаются так, чтобы его время было как можно короче. Установка параметров для ускорения процесса может привести к ухудшению свойств продукта. Например, повышение температуры плоского нагревателя для полки может привести к размораживанию продукта и разрушению структуры или к термическому разложению термочувствительных пищевых ингредиентов.
Условия процесса сублимационной сушки следует выбирать таким образом, чтобы вода не растапливалась. Жидкая вода является реакционной средой и изменяет реологические свойства продукта. Присутствие жидкой воды во время сублимационной сушки пищевых продуктов может привести ко многим изменениям в составе, морфологии и физических свойствах пищевых продуктов (например, к усадке). Это также может сократить период обеспечения высокого качества при хранении. Цвет и структура-текстура имеют решающее значение при оценке качества пищевых продуктов потребителями. Поэтому зависимость этих пищевых свойств от параметров сублимационной сушки чрезвычайно важна.
Характеристики процесса сублимационной сушки.
Поддержание постоянной низкой температуры (в соответствии с давлением в камере) в течение периода сублимации доказывает, что сохраняется баланс между количеством тепла, подаваемого и используемого для сублимации. Однако это не означает, что процесс протекает с максимально возможной скоростью сублимации в данных условиях. Слишком низкое значение подводимого теплового потока может ограничить скорость сублимации. С другой стороны, повышение температуры может указывать на то, что подвод тепла слишком велик. Это также может быть эффект возможного расхода тепла на сублимацию из-за увеличения сопротивления теплопередаче. Поэтому для более полного контроля следует одновременно отслеживать изменения содержания воды.
При превышении криоскопической температуры вода начинает кристаллизоваться и раствор или клеточный сок криоконцентрируется, что приводит к переносу компонентов сухого вещества. Таким образом, замораживание следует проводить, чтобы избежать градиентов концентрации в замороженной ткани.
Скорость замораживания очень важна для сублимационной сушки. Принимая во внимание процесс лиофилизации, подходящая скорость замораживания зависит от типа материала. Чтобы оптимизировать процессы замораживания жидких материалов, размеры кристаллов льда должны быть достаточно большими, чтобы обеспечить кратчайшее время первичной сушки. Однако для увеличения периода вторичной сушки эти размеры должны быть меньше, чтобы обеспечить большую удельную поверхность для высушенной матрицы. Поэтому решение о методе замораживания следует принимать после анализа процесса первичной и вторичной сушки.
Поток подводимого тепла зависит от метода нагрева. В случае контактного нагрева, который используется в наших сублимационных сушилках от производителя Технонагрев, необходимо установить соответствующую температуру полки с плоскими миканитовыми нагревателями. Когда материал нагревается инфракрасными излучателями, следует выбирать расстояние от материала, диапазон инфракрасного излучения и интенсивность излучения. В случае микроволнового нагрева важны интенсивность микроволн и продолжительность их работы.
Для того чтобы процесс сублимации продолжался, должны быть выполнены два основных условия: сублимационный пар должен постоянно удаляться из зоны сублимации, и для поддержания перепада давления пара, приводящего к удалению водяного пара из камеры, тепла, необходимого для сублимация должна непрерывно подаваться на материал. Если любое из этих двух основных условий не выполняется, возникают некоторые неблагоприятные явления, такие как размягчение, оттаивание, вздутие или разрушение конструкции.
Процесс десорбционной сушки, также известный как пост-сушка, происходит при пониженном давлении с одновременным нагреванием продукта до предполагаемого содержания воды, определяемого индивидуально для каждого сырья. На этом этапе скорость сушки значительно снижается по сравнению с процессом сублимации.
В зависимости от химического состава, структуры и условий замораживания компоненты сухого вещества могут находиться в аморфном состоянии (всегда при высокой скорости замораживания) или в кристаллическом состоянии. В случае большого количества аморфных компонентов содержание воды после завершения сублимационной сушки может потенциально повлиять на стабильность при хранении. Его содержание может составлять 5–20% (в зависимости от содержания сухих веществ в препарате) от исходного содержания воды.
В процессе десорбционной сушки температура нагрева материала должна быть ниже максимальной температуры, допустимой для материала из-за возможности термического разложения и возможности перехода в состояние резины. Таким образом, максимально допустимая температура зависит от специфики конкретного материала и определяется индивидуально. В случае белковых препаратов максимально допустимая температура должна быть ниже 40 ° C, а для пищевых продуктов, фруктов и овощей максимально допустимая температура может достигать 60–70 ° C или выше, но всегда ниже температуры стеклования. Выполнение этого условия очень важно, поскольку оно влияет на стабильность при хранении.
Влияние условий сублимационной сушки на отдельные физические свойства материалов.
Температура полки
Чтобы контролировать стабильность продукта, особенно на стадии вторичной сушки, температура продукта должна быть ограничена от 10 до 35 ° C для термочувствительных материалов, а для менее термочувствительных материалов температура может быть выше 50 ° C.
Более высокие температуры сублимационной сушки на вторичной стадии ускоряют процесс сушки, поскольку для удаления оставшейся воды из материала требуется больше энергии. Однако слишком высокая температура может вызвать таяние льда на стадии сублимации сушки, что приведет к структурным изменениям, таким как усадка. Выбор подходящей температуры полки должен основываться на балансе между подводимой и необходимой теплотой. Кроме того, окончательное качество высушенного материала является решающим фактором при разработке процесса сублимационной сушки.