Commerciële vriesdroger
Commerciële vriesdroger
Vacuümvriesdrogen is een proces waarbij water uit een product wordt verwijderd nadat het is ingevroren en onder vacuüm is geplaatst, waardoor het ijs direct van vast in damp kan veranderen zonder door een vloeibare fase te gaan. Commercieel vriesdrogen werkt door het materiaal te bevriezen en vervolgens de druk te verlagen en warmte toe te voegen om het bevroren water in het materiaal te laten sublimeren. Commerciële vriesdrogers stellen mensen in staat om de houdbaarheid van verschillende producten te verlengen van een kwestie van dagen of weken tot jaren of zelfs decennia.
Commerciële vriesdrogers worden vaak verward met droogapparatuur. Maar de twee zijn eigenlijk heel verschillend, zowel in de manier waarop ze worden geproduceerd als in de kwaliteit en houdbaarheid van het eindproduct. Verwerkt door een industriële vacuümvriesdroogmachine, gaan de gevriesdroogde groenten en fruit doorgaans veel langer mee en behouden ze meer van het voedingsprofiel en de smaak van het voedsel.
Er zijn verschillende methoden om het product in te vriezen. Invriezen kan in een vriezer, een gekoeld bad (shell vriezer) of op een plank in een commerciële vriesdroger. Door het materiaal af te koelen tot onder het tripelpunt, zal sublimatie plaatsvinden in plaats van smelten. Dit behoudt zijn fysieke vorm. Het invriezen gebeurt snel. Voor materialen die de neiging hebben te precipiteren, kan gloeien worden gebruikt. Dit proces omvat snel invriezen en vervolgens het verhogen van de producttemperatuur om de kristallen te laten groeien. De tweede fase van een commerciële vriesdroger is het primaire drogen (sublimatie), waarbij de druk wordt verlaagd en warmte aan het materiaal wordt toegevoegd om het water te laten sublimeren. Het vacuüm versnelt de sublimatie. De koude condensor biedt een oppervlak waarop de waterdamp kan hechten en stollen. De condensor beschermt ook de vacuümpomp tegen de waterdamp. In deze fase wordt ongeveer 95% van het water in het materiaal verwijderd.
De laatste fase van commerciële vriesdrogers is secundair drogen (adsorptie), waarbij de watermoleculen worden verwijderd. Door de temperatuur hoger te verhogen dan in de primaire droogfase, worden de bindingen tussen het materiaal en de watermoleculen verbroken. Gevriesdroogde materialen behouden een poreuze structuur. Nadat het commerciële vriesdroogproces is voltooid, kan het vacuüm worden verbroken met een inert gas voordat het materiaal wordt verzegeld. De meeste materialen kunnen worden gedroogd tot 1-5% restvocht.
Commerciële vriesdrogers hebben een breed toepassingsgebied, met name in de voedingsmiddelen- en farmaceutische industrie. Invriezen immobiliseert het monster, waardoor het zijn oorspronkelijke vorm behoudt; ook voorkomt de afwezigheid van water microbiële groei en chemische veranderingen die leiden tot verslechtering van het monster. Omdat water zo gemakkelijk sublimeert, verwijderen de omstandigheden die nodig zijn om voedsel te vriesdrogen de meeste andere bestanddelen niet.