Elintarvikkeiden kuivaustekniikka: Mikroaaltouuni, tyhjiöpakastus.

Elintarviketuotannossa on lukuisia menetelmiä elintarvikkeiden kuivaamiseen. Nämä kuivausmenetelmät voidaan luokitella eri kriteerien perusteella:

• Toimintaympäristön paineen mukaan: Ilmakehäkuivaus ja tyhjiökuivaus.
• Toimintatavan mukaan: Eräkuivaus ja jatkuva kuivaus.
• Lämmönsiirtomenetelmällä: Konvektiokuivaus, konduktiokuivaus ja säteilykuivaus.

Säteilykuivaus voidaan jakaa lämmönsiirtomekanismien perusteella edelleen kaukoinfrapunakuivaukseen ja mikroaaltokuivaukseen.

Näistä elintarvikkeiden kuivaustekniikoista kaukoinfrapunakuivaus, mikroaaltokuivaus ja tyhjiöpakastekuivaus ovat viime vuosina olleet suhteellisen yleisiä. Seuraavassa esitellään yksityiskohtaisesti näiden yleisten kuivaustekniikoiden edut.

Kaukoinfrapunakuivaus käyttää kauko-infrapunasäteilyelementit (kuten kaukoinfrapuna-hiilikuituiset lämmitysputket), jotka säteilevät kauko-infrapunasäteitä, jotka absorboituvat lämmitettävään kohteeseen ja muuttuvat suoraan lämpöenergiaksi, jolloin kosteus voi kuivua. Infrapunasäteet ovat sähkömagneettisia aaltoja, joiden aallonpituus vaihtelee 0,72 ja 1000 μm välillä. Kaukaisinfrapunasäteitä ovat yleensä 5,6-1000μm:n alueella olevat säteet, kun taas alle 5,6μm:n säteitä kutsutaan lähi-infrapunasäteiksi.

Kaukoinfrapunakuivaus on kehittynyt nopeasti elintarvikkeiden kuivauksen alalla. Kuivausprosessin aikana elintarvikemateriaalin pinnat ja sisäiset molekyylit voivat samanaikaisesti absorboida kauko-infrapunasäteitä, mikä johtaa nopeaan kuivausnopeuteen ja korkeaan tuotantotehokkuuteen. Kuivausaika on tyypillisesti puolet lyhyempi kuin tavallisessa infrapunakuivauksessa ja kymmenesosa kuumailmakuivauksessa. Kaukoinfrapunakuivaus on energiatehokasta, sillä energiankulutus on vain puolet lähi-infrapunakuivauksen energiankulutuksesta. Lisäksi laitteisto on pienimuotoinen, sen rakennuskustannukset ovat alhaiset ja kuivatun tuotteen laatu on korkea. Infrapunauunit ja tunneliuunit ovat yleisiä laitteita elintarviketeollisuuden tuotannossa.

Mikroaaltokuivauksessa käytetään mikroaaltolämmitystä materiaalien kosteuden kuivaamiseen. Mikroaalloilla tarkoitetaan korkeataajuisia vaihtuvia sähkömagneettisia aaltoja, joiden taajuudet vaihtelevat 300 MHz:stä 3000 GHz:iin ja aallonpituudet 1-1000 mm. Yleisesti käytetyt lämmitystaajuudet ovat 915 MHz ja 2450 MHz.

Mikroaaltokuivauksella on seuraavat edut:

• Nopea kuivumisnopeus ja lyhyt lämmitysaika: Lämpö tuotetaan suoraan materiaalin sisällä eikä siirretä ulkopuolelta, jolloin lämpö kuumenee tasaisesti ilman, että pinta kärventyy ja sisus pysyy kosteana.
• Tehokas kosteuden haihtuminen: Kosteus imee enemmän lämpöä kuin kuivat aineet, jolloin se haihtuu helpommin, kun taas itse materiaali imee vähemmän lämpöä. Tämä auttaa säilyttämään ruoan alkuperäisen värin, aromin ja maun, ja sen ravintoaineosat säilyvät.

Mikroaaltouunit ovat yleisin mikroaaltolämmitysmenetelmä jokapäiväisessä elämässä. Koska viime vuosina on kuitenkin raportoitu mikroaaltosäteilyn haitallisuudesta ihmisille, mikroaaltojen käyttö ruoan kuumentamisessa on hieman vähentynyt.

Elintarvikkeiden kuivaaminen tyhjiöolosuhteissa estää hapettumista ja materiaalin helposti hapettuvien komponenttien pilaantumista. Lisäksi matalapaineinen, hapeton ympäristö voi tappaa tai estää tiettyjä mikro-organismeja. Elintarvikkeiden kuivaaminen alhaisissa lämpötiloissa säilyttää lämpöherkät komponentit ja minimoi ravinto- ja makuaineiden häviämisen, jolloin elintarvikkeen alkuperäiset komponentit säilyvät ja sen väri, aromi ja maku säilyvät.

Tyhjiöpakastekuivauksessa, joka tunnetaan myös nimellä pakastesublimaatiokuivaus tai yksinkertaisesti pakastekuivaus, märkä materiaali jäädytetään ja sen jälkeen vesipitoisuus sublimoidaan suoraan jäästä vesihöyryksi tyhjiöolosuhteissa, jolloin saavutetaan kuivuminen ja kuivaus. Koko pakastekuivausprosessi sisältää kolme osaprosessia: materiaalin pakastaminen, sublimaatiokuivaus ja desorptiokuivaus.

Elintarvikkeet jäädytetään ennen kuivattamista, jotta ne muodostaisivat vakaan luurankorakenteen. Tyhjiökäsittelyn ja vesisublimaation jälkeen luurankorakenne pysyy vakaana ja säilyttää kuivatun tuotteen alkuperäisen muodon. Kuivauksen aikana elintarvikemateriaali muodostaa huokoisen rakenteen, mikä johtaa hyvään liukoisuuteen ja uudelleenkuivatukseen.

Elintarvikemateriaalissa oleva vesi on jäädytyksen jälkeen jääkiteinä, ja alkuperäiset liuenneet aineet ovat jakautuneet materiaaliin tasaisesti. Tyhjiökäsittelyn aikana nämä liuenneet aineet saostuvat, jolloin vältetään pinnan kovettuminen, joka aiheutuu liuenneiden aineiden siirtymisestä sisäiseen kosteuteen ja niiden kulkeutumisesta pinnalle. Pakastekuivauksen loppuvaihe tapahtuu edelleen tyhjiöolosuhteissa, mikä johtaa perusteelliseen vedenpoistoon. Pakastekuivattujen tuotteiden vesiaktiivisuus on alhainen, ja kun niihin liitetään tyhjiö- tai typpitäytteinen erikoispakkaus, niitä voidaan säilyttää huoneenlämmössä pitkiä aikoja. Tämä poistaa kalliin kylmäketjun tarpeen kuljetuksen aikana, ja kuivatut tuotteet ovat kevyempiä ja helpompia kuljettaa ja kantaa.

Tutustu edistyneisiin elintarvikkeiden kuivaustekniikoihin, kuten kaukoinfrapuna-, mikroaalto- ja tyhjiöpakastekuivaukseen GlobalQT:n (Global Quartz Tube) kanssa. Ota meihin yhteyttä osoitteessa contact@globalquartztube.com lisätietoja.