הקפאת ייבוש ואיך זה עובד

התהליך הבסיסי של ייבוש מזון בהקפאה היה ידוע לאינקה הפרואית הקדומה של האנדים. ייבוש בהקפאה, או lyophilization, הוא סובלימציה (הסרה) של תכולת מים ממזון קפוא. ההתייבשות מתרחשת תחת ואקום וגורמת לתוצר הצומח או לבעלי החיים קפואים באופן מוצק במהלך התהליך. הצטמקות מתבטלת או ממזערת ותוצאות שימור כמעט מושלמות. מזון מיובש בהקפאה נמשך זמן רב יותר ממזון אחר שהשתמר והוא קל מאוד, מה שהופך אותו למושלם לנסיעה בחלל. האינקה איחסנו את תפוחי האדמה שלהם ואת גידולי המזון האחרים בגבהי ההר שמעל מאצ'ו פיצ'ו. הטמפרטורות בהרים הקרים הקפיאו את האוכל והמים בפנים התאיידו אט אט תחת לחץ האוויר הנמוך בגבהים הגבוהים.

במהלך מלחמת העולם השנייההתהליך המיובש בהקפאה פותח באופן מסחרי כשהוא משמש לשימור פלזמה בדם ופניצילין. ייבוש בהקפאה מצריך שימוש במכונה מיוחדת הנקראת מייבש הקפאה, שיש לה תא גדול להקפאה ומשאבת ואקום להסרת לחות. למעלה מ- 400 סוגים שונים של מזון מיובש בהקפאה יוצרו מסחרית מאז שנות השישים. שני מועמדים רעים לייבוש הקפאה הם חסה ואבטיח מכיוון שתכולת המים גבוהה מדי והם מקפיאים-יבש בצורה גרועה. קפה מיובש בהקפאה הוא המוצר הידוע ביותר בהקפאה.

תודה מיוחדת ל תומס א. ג'נינגס, ד"ר ד"ר, מחבר התשובה לשאלה "מי המציא את מייבש ההקפאה הראשון?"

תומאס א. ג'נינגס, "Lyophilization: מבוא ועקרונות בסיסיים"

"אין שום המצאה אמיתית של מייבש הקפאה. נראה שהוא התפתח עם הזמן מכלי מעבדה שכונה על ידי בנדיקט ומנינג (1905) כ"משאבה כימית ". שאקל לקח את התכנון הבסיסי של בנדיקט ומנינג והשתמש במשאבת ואקום מונעת חשמלית במקום עקירת האוויר עם אתיל אתר לייצר את הוואקום הדרוש. שאקל היה זה שהבין לראשונה שיש להקפיא את החומר לפני תחילת תהליך הייבוש - ומכאן ייבוש הקפאה. הספרות אינה חושפת בקלות את האדם שהתקשר לראשונה לציוד המשמש לביצוע צורה זו של ייבוש "מייבש הקפאה". "

החברה של ד"ר ג'נינגס פיתחה מספר מכשירים החלים ישירות על תהליך הליופיליזציה, כולל מכשיר הניתוח התרמי שלהם D2 ו- DTA.

מוקפא בייבוש קפה הופק לראשונה בשנת 1938, והוביל להתפתחות של מוצרי מזון אבקתיים. חברת נסטלה המציאה קפה מיובש בהקפאה לאחר שהתבקשה על ידי ברזיל לעזור למצוא פיתרון לעודפי הקפה שלהם. מוצר הקפה המיובש של נסטלה עצמו נקרא Nescafe והוצג לראשונה בשוויץ. Tasters Choice Coffee, עוד מוצר מיוצר מאוד מיובש בהקפאה, נובע מפטנט שהונפק לג'יימס מרסר. משנת 1966 עד 1971, מרסר היה מהנדס פיתוח ראשי של קפה קפה האחים הילס, בסן פרנסיסקו. במהלך תקופה של חמש שנים זה היה אחראי על פיתוח יכולת ייבוש הקפאה מתמדת עבור האחים הילס, אשר לו הוענקו להם 47 פטנטים אמריקאיים וזרים.

לפי אורגון הקפאה יבש, מטרת ייבוש ההקפאה היא סילוק ממס (בדרך כלל מים) ממוצקים מומסים או מפוזרים. ייבוש הקפאה הוא השיטה לשימור חומרים שאינם יציבים בתמיסה. בנוסף, ניתן להשתמש בייבוש בהקפאה על מנת להפריד ולהחזיר חומרים נדיפים כמו גם לטיהור חומרים. שלבי התהליך הבסיסיים הם:

1. הקפאה: המוצר קפוא. זה מספק תנאי הכרחי לייבוש בטמפרטורה נמוכה.
2. ואקום: לאחר הקפאה, המוצר ממוקם תחת ואקום. זה מאפשר להמיס הקפוא במוצר להתאדות מבלי לעבור לשלב הנוזל, תהליך המכונה סובלימציה.
3. חום: חום מוחל על המוצר הקפוא כדי להאיץ את הסובלימציה.
4. עיבוי: לוחות מעבה בטמפרטורה נמוכה מוציאים את הממס המאדה מתא החלל על ידי הסבתו חזרה למוצק. זה מסיים את תהליך ההפרדה.

בייבוש בהקפאה, לחות סובלת ישירות מהמצב המוצק לאדים, ובכך מייצרת מוצר עם לחות נשלטת ללא צורך בבישול או בקירור ושומרת על הטעם הטבעי שלה צבע.

"בית." OFD Foods, 2017.

ג'נינגס, תומאס א. "ליופיליזציה: מבוא ועקרונות בסיסיים." המהדורה הראשונה, CRC Press, 31 באוגוסט 1999.