סקירה כללית
ייבוש בהקפאה בוואקום היא טכנולוגיית התייבשות היי-טק מתקדמת. הוא מקפיא את החומר המכיל מים בטמפרטורה נמוכה, ולאחר מכן משתמש בחימום קרינה תרמית בתנאי ואקום כדי להעביר את הקרח ישירות לגז. לאחר שחרור המים, המים מיובשים באמצעות מעבה קרח (מלכודת קור) ומכשיר ואקום. זוהי טכנולוגיית יישום מקיפה המבוססת על פיתוח רב-תחומי, כולל קירור, חימום, ואקום, ביולוגיה, חשמל וכו'.
טכנולוגיית ייבוש בהקפאה ואקום נמצאת בשימוש נרחב, כגון מוצרים כימיים, ביולוגיה, מוצרי בריאות, עשבי תיבול, מוצרים חקלאיים (בשר, עופות, ביצים, פירות ים, ירקות ופירות וכו')
תהליך ייבוש בהקפאה
באופן עקרוני, תהליך הייבוש בהקפאה בוואקום כולל שלושה שלבים עיקריים:
1. השלב הראשון, הקפאה מהירה. באמצעות הקפאה, המים במוצר משתנים מנוזל למוצק. בשלב זה, טמפרטורת ההקפאה הסופית צריכה להיות נמוכה מטמפרטורת הנקודה האוטקטית שלה (שהושגה בניסוי) כדי להבטיח שהחומר קפוא לחלוטין. מהירות ההקפאה של החומר תלויה במאפיינים של חומרים שונים. שלב זה משתמש בתא הקפאה מהירה להקפאה מוקדמת.
2. השלב השני הוא שלב ההתייבשות הראשוני, הידוע גם כשלב התייבשות הסובלימציה. החומר הקפוא מתחת לטמפרטורת הנקודה האוטקטית מתייבש בתנאי ואקום, והמים שבו מוסרים על ידי סובלימציה. במהלך תהליך הסובלימציה, יש לשלוט בקפדנות על טמפרטורת צלחת החימום ותנאי הוואקום כדי למנוע מהחומר להימס או מהטמפרטורה להיות גבוהה מהנקודה האוטקטית. כמו כן, יש למנוע שטמפרטורת החלק המייבש גבוהה מטמפרטורת הפירוק שלו ועיוות או אפילו התמוטט. בשלב זה, לוח החימום מחמם את החומר על ידי קרינה תרמית כדי לספק אנרגיה לסובלימציה. מיכל הוואקום חייב להיות במצב ואקום. מעבה הקרח (מלכודת הקרה) ילכד את הלחות מהחומר ויעבה אותה לקרח על פני סליל המלכודת הקרה.
3. השלב השלישי הוא שלב ההתייבשות המשני, הידוע גם בשם ייבוש ספיגה. מטרת שלב זה היא להסיר מים קשורים. מאחר ואנרגיית הספיחה של מים קשורים היא גדולה, יש צורך לספק כמות גדולה של אנרגיית חום בשלב זה, כלומר, טמפרטורת לוח החימום תהיה מעט גבוהה יותר כדי להתקרב לטמפרטורה המקסימלית שהחומר יכול לעמוד בה. כאשר תכולת הלחות של החומר מגיעה לערך שצוין, הסתיימה ההתייבשות הסופית. ניתן לשפוט אם ייבוש ההקפאה בוואקום הושלם על סמך עקומת טמפרטורת החומר, מצב הדגימה, צורה וניסיון אחר, או על ידי זיהוי נקודת קצה (עלייה בלחץ האוויר).
היתרונות של ייבוש בהקפאה:
בהשוואה לייבוש רגיל בשמש, ייבוש באוויר חם, ייבוש בהתזה וייבוש ואקום, לייבוש בהקפאה בוואקום יש מספר יתרונות בולטים:
א. ייבוש בהקפאה בוואקום הוא תהליך התייבשות בטמפרטורה נמוכה שלא יהרוס חלבונים, אלא יגרום למיקרואורגניזמים לאבד את חיוניותם.
ב. מאותה סיבה, הרכיבים הנדיפים, חומרים מזינים, ארומה וטעם בחומר הולכים לאיבוד מעט מאוד.
ג. במהלך תהליך ההתייבשות בטמפרטורה נמוכה, גידול חיידקים ואנזימים בקושי יכולים לשחק תפקיד, והתכונות המקוריות של החומר נשמרות.
ד. לאחר התייבשות, נפח וצורת החומר אינם משתנים, והמוצר המוגמר ספוג ואינו מתכווץ. כאשר הוא מוחזר, בשל שטח המגע האפקטיבי הגדול, הוא חוזר במהירות למצבו המקורי.
ה. התייבשות בתנאי ואקום, תכולת החמצן נמוכה ביותר, מגינה על החומר מפני חמצון.
ו. ייבוש בהקפאה בוואקום יכול להסיר 95%-99.5% מהמים בחומר, מה שהופך את המוצר המוגמר לחיי מדף ארוכים.
