Liofilizacja
Liofilizacja, czyli metoda suszenia sublimacyjnego, stanowi preferowaną metodę utrwalania żywności, zwłaszcza w procesach gdzie kluczowe jest zachowanie właściwości substancji wrażliwych na temperaturę.
Technologia ta znajduje zastosowanie w przypadku niemal wszystkich rodzajów owoców, warzyw oraz ziół, a w ostatnim czasie zyskuje również znaczenie w sektorze przetwórstwa mięsnego.
Charakterystyka procesu liofilizacji
Liofilizacja (suszenie sublimacyjne) jest procesem technologicznym polegającym na usuwaniu wody (lub innego zamrożonego rozpuszczalnika) z produktu poprzez sublimację. Pozostałe, związane cząsteczki wody są następnie usuwane w drodze dyfuzji i desorpcji. Kluczową zaletą dobrze kontrolowanej liofilizacji jest utrzymywanie stałej, niskiej temperatury produktu w trakcie całego procesu. Taka kontrola zapobiega zmianom strukturalnym oraz wysuszeniu matrycy produktu, co mogłyby negatywnie wpłynąć na jego finalny wygląd i właściwości.
Proces liofilizacji składa się z trzech zasadniczych etapów:
- Faza zamrażania
Produkt poddawany jest całkowitemu zamrożeniu, rozpoczynając proces pod ciśnieniem atmosferycznym. - Suszenie pierwotne (sublimacja)
Proces przebiega w warunkach głębokiej próżni, poniżej punktu potrójnego wody. W tej fazie następuje bezpośrednie przejście wody ze stanu stałego (lód) w fazę gazową (para wodna), z pominięciem fazy ciekłej. Ponieważ przejście fazowe wymaga nakładu energetycznego, konieczne jest dostarczenie energii cieplnej poprzez zwiększanie temperatury do wywołania sublimacji lodu. Utrzymanie odpowiednio niskiego ciśnienia jest warunkiem niezbędnym dla pomyślnego przeprowadzenia sublimacji. - Suszenie wtórne (dyfuzja i desorpcja)
Etap polega na usunięciu cząsteczek wody nadal związanych z produktem, co odbywa się poprzez dyfuzję i desorpcję w próżni. Podczas tych procesów może być konieczne wprowadzenie gazu obojętnego.
Optymalnie przeprowadzony proces liofilizacji oferuje następujące korzyści:
- wydłużenie okresu trwałości,
- delikatne suszenie surowców wrażliwych,
- maksymalną zawartość składników aktywnych,
- atrakcyjny wygląd produktu,
- proces przyjazny dla środowiska.
Dążąc do minimalizacji wpływu na środowisko oraz ograniczenia wskaźnika GWP (Global Warming Potential, potencjał tworzenia efektu cieplarnianego), Air Liquide – we współpracy z partnerami technologicznymi – wdraża zaawansowane rozwiązania liofilizacji, w których ciekły azot pełni funkcję ekologicznego czynnika chłodniczego.
Zobacz także:
Zalety stosowania ciekłego azotu w procesie liofilizacji
W oferowanych przez Air Liquide systemach liofilizacji rolę czynnika chłodniczego pełni ciekły azot (ALIGAL™ 1). Rozwiązanie to stanowi ekologiczną alternatywę dla konwencjonalnych układów chłodniczych bazujących na fluorowęglowodorach (HFC), co umożliwia realne ograniczenie negatywnego wpływu na środowisko naturalne.
Cały proces liofilizacji z wykorzystaniem ciekłego azotu jest w pełni zgodny z rygorystycznymi wymogami standardów GMP. Produkty, takie jak owoce, warzywa czy białka, poddawane są precyzyjnie kontrolowanemu procesowi zamrażania, po którym następuje etap łagodnego suszenia. Kluczowymi atutami tej technologii są wysoka wydajność oraz szybkość procesu. System umożliwia ponadto płynną i indywidualną regulację temperatury skraplacza w szerokim zakresie, od –50°C do –100°C.
Ciekły azot – przyjazny dla środowiska
Ciekły azot nie wywiera negatywnego wpływu na środowisko naturalne. Zastosowanie ciekłego azotu jako czynnika chłodniczego w procesie liofilizacji pozwala na wyeliminowanie konieczności stosowania szkodliwych dla środowiska czynników chłodniczych o wysokim wskaźniku GWP (np. fluorowęglowodorów HFC).
Ponadto, gazy i ciecze kriogeniczne Air Liquide stanowią wsparcie w realizacji Państwa wyzwań związanych z ochroną środowiska:
- ECO ORIGIN – oferta dostaw niskoemisyjnego azotu w formie ciekłej, który jest produkowany z energii elektrycznej pochodzącej w 100% z odnawialnych źródeł energii,
- instalacje on-site – azot wytwarzany na miejscu w postaci gazowej, co pozwala uniknąć emisji CO₂ związanej ze skraplaniem powietrza i transportem w postaci ciekłej cysternami,
- oczyszczanie ścieków – rozwiązania wykorzystujące gazy techniczne, które stanowią szybką, skuteczną, bezpieczną i konkurencyjną alternatywę dla tradycyjnych procesów oczyszczania ścieków, zarówno w przypadku oczyszczania biologicznego, jak i regulacji pH.
Doradztwo w zakresie kriogeniki
Eksperci Air Liquide zapewniają kompleksowe doradztwo w zakresie zastosowania technologii kriogenicznych oraz optymalizacji wykorzystania gazów, ze szczególnym uwzględnieniem procesu liofilizacji. Ponadto, z przyjemnością przeprowadzimy próby z Państwa produktami w celu weryfikacji i optymalizacji procesu bezpośrednio w Państwa zakładzie.
Często zadawane pytania dotyczące liofilizacji
Na czym polega liofilizacja?
Liofilizacja, zwana również suszeniem sublimacyjnym, stanowi proces technologiczny polegający na usunięciu wody (lub innego zamrożonego rozpuszczalnika) z produktu poprzez sublimację – czyli przejściu fazy stałej (lodu) bezpośrednio w fazę gazową, z pominięciem fazy ciekłej.
Jakie produkty mogą być poddawane liofilizacji?
Technologia ta znajduje zastosowanie w przetwórstwie niemal wszystkich rodzajów owoców, warzyw, ziół oraz w sektorze przetwórstwa mięsnego. Stanowi ponadto preferowaną metodę delikatnego suszenia substancji wrażliwych, takich jak białka, szczepionki czy kultury bakterii, pozwalając na zachowanie ich aktywności biologicznej.
Jakie są główne korzyści z zastosowania liofilizacji?
Udana liofilizacja zapewnia wydłużenie okresu trwałości, delikatne suszenie surowców wrażliwych, maksymalną zawartość składników aktywnych oraz atrakcyjny wygląd produktu. Jest ona ponadto procesem przyjaznym dla środowiska.
Dlaczego Air Liquide wykorzystuje ciekły azot w procesie liofilizacji?
Wykorzystanie ciekłego azotu jako czynnika chłodniczego w systemach liofilizacji Air Liquide stanowi ekologiczną alternatywę dla konwencjonalnych układów bazujących na fluorowęglowodorach (HFC), co przekłada się na redukcję potencjału tworzenia efektu cieplarnianego (wskaźnika GWP). Technologia ta umożliwia ponadto płynną i indywidualną regulację temperatury skraplacza w szerokim zakresie, od –50°C do –100°C.
