פירות וירקות טריים הם מאוד עונתיים וקשים לאחסון. ייבוש הוא אחת הטכנולוגיות הנפוצות ביותר בשימור פירות וירקות. עם התפתחות מהירה של מזונות פנאי פירות וירקות, המחקר על טכנולוגיית הייבוש המשיך להעמיק. מחקר רלוונטי בבית ומחוצה לו מתמקד בעיקר בטכנולוגיית עיבוד ובפרמטרי התהליך שלה, דינמיקת ייבוש ואיכות פירות וירקות יבשים. טכנולוגיית עיבוד אנרגיה נמוכה משמשת לשמירה על חומרים מזינים של פירות וירקות טריים במידה הגדולה ביותר בזמן הייבוש הקצר ביותר, ולקבל איכות חושית טובה יותר.
תהליך ייבוש ההקפאה של מייבש הקפאת הוואקום מתבצע בסביבה ואקום ובטמפרטורה נמוכה, שלא יהרס חומרים רגישים לחום, וגם מעכב את הפעילות הביולוגית של אנזימים ואת צמיחתם ורבייה של מיקרואורגניזמים. לכן ניתן לשמר טוב יותר על הצבע, הארומה, הטעם, הצורה והמרכיבים התזונתיים של פירות וירקות טריים, וניתן להכין מוצרי פירות וירקות מיובשים באיכות גבוהה. לפיכך, פירות וירקות מיובשים בהקפאה יכולים לעמוד במרדף אחר הצרכנים אחר תזונה, טעימות ובריאות של מזונות פירות וירקות. עם זאת, בגלל עלות גבוהה, צריכת אנרגיה גבוהה ותשואה נמוכה, היא גם אחד מתהליכי הייבוש היקרים ביותר. על מנת להשיג ייצור תעשייתי בקנה מידה גדול, יש צורך לייעל או לאמץ טכנולוגיית ייבוש משולבת יעילה יותר כדי להשיג דרישות צריכת אנרגיה באיכות גבוהה ונמוכה.
מחקרים הראו כי בנוסף לתנאי הייבוש, סוג המייבש ומאפייני החומר המשפיעים על צריכת האיכות והייבוש של אנרגיה של פירות וירקות מיובשים בהקפאה, טיפול לפני ייבוש ותנאי הקפאה לפני כן ממלאים גם תפקיד חשוב בהקפאה- תהליך ייבוש. בנוסף, בהשוואה לטכנולוגיית ייבוש יחידה, טכנולוגיית ייבוש הקפאה, כטכנולוגיה מורכבת של ייבוש מבוים, משלבת את היתרונות של ייבוש הקפאה ושיטות ייבוש אחרות להשגת השלמות, ויש לה יתרונות טובים באיכות ייבוש, עלות וצריכת אנרגיה. לפיכך, היא משכה תשומת לב נרחבת מצד חוקרים והתעשייה בבית ומחוצה לה ויש לה סיכויים רחבים.
על פי מנגנוני ייבוש שונים, ייבוש מחולק לייבוש אוויר חם, ייבוש מיקרוגל, ייבוש ואקום, FD (ייבוש הקפאה) וייבוש אינפרא אדום. למרות שעלויות ייצור האוויר והמיקרוגל אינן גבוהות ונמצאות בשימוש נרחב בתעשייה, הן משפיעות ברצינות על איכות המוצר בגלל אובדן תזונתי רציני ואחידות חימום לקויה; לשלוש שיטות הייבוש האחרות יש יתרונות ברורים באיכות המוצר, אך מסיבות טכניות שונות כמו העברת חום קשה בייבוש ואקום, צריכת אנרגיה גבוהה בייצור FD ויכולת חדירה מוגבלת של ייבוש אינפרא אדום, קשה ליישם אותם על א בקנה מידה גדול בתרגול ייצור.
קפאת ואקום מייבש FD (ייבוש הקפאה) מבוסס על התייבשות סובלימציה. תחת סביבת הטמפרטורה הנמוכה הנדרשת לייבוש, היא יכולה למזער את אובדן הטעם והתרכובות הארומטיות, לייצר מבנים נקבוביים ולהפחית את הצטמקות נפח; בנוסף, בגלל הפסקת התגובות האנזימטיות ביותר, מתוחזק המצב הראשוני של פירות וירקות טריים, והמוצרים הם בעלי איכות טובה.
עם זאת, בגלל הפעלת שמירה על מצב טמפרטורה נמוכה, מתן חום סובלימציה והפחתת הלחץ הכולל של תא הייבוש, מכונת ייבוש הקפאת ואקום FD (ייבוש הקפאה) היא צריכת אנרגיה גבוהה וטכנולוגיית ייצור בעלות גבוהה. לפיכך, שיפור תהליך הייבוש כולו, שיפור יעילות הייבוש והפחתת צריכת האנרגיה הפכו למקומות החמים של מחקרים רבים.
בואו נזכיר בקצרה את הדוגמנות המתמטית והאופטימיזציה של תהליך הייבוש של מכונת הייבוש להקפאת ואקום.
ייבוש קינטיקה משמש בדרך כלל לתיאור המנגנונים המקרוסקופיים והמיקרוסקופיים של חום והעברת מסה בתהליך הייבוש. זה מושפע מגורמים רבים כמו שיטות ייבוש, תנאי ייבוש ומאפייני חומר. ישנה משמעות רבה בשיפור תכנון הציוד, מיטוב תהליכי ייבוש ושמירה על איכות והפחתת הצריכה. ייבוש שכבה דקה הוא שיטה בשימוש נרחב לקביעת המודל הקינטי של ייבוש פירות וירקות. הקשר בין יחס לחות MR לזמן T משמש לרוב לתיאור השינויים הדינמיים בתהליך הייבוש. הדיוק של המודל מאומת על ידי אינדיקטורים סטטיסטיים כמו מקדם קביעה R2, צ'י-ריבוע χ2, ושגיאה מרובעת ממוצעת RMSE. זה יכול לשמש ככלי חשוב להעריך את עקומת הייבוש, לשפר את תהליך הייבוש ולהשיג צריכת אנרגיה נמוכה. עם זאת, ביישומים מעשיים, אין מודל ייבוש שכבה דקה שיכול לסכם ביעילות את כל הקינטיקה המייבשת של פירות וירקות. מבחינת שיפור האיכות והפחתת הצריכה, בנוסף למיטוב תהליך הייבוש על ידי הקמת מודל קינטי ייבוש ושינוי פרמטרי ייבוש, המחקר הנוכחי מתמקד בעיקר בבקרת שיטות טיפול מקדימות, שיטות קרנות קרקע והשתמש בטכנולוגיית ייבוש משולבת.
