Wat is lyofilisatie of gevriesdroogd voedsel?

Het basisproces van het vriesdrogen van voedsel was bekend bij de oude Peruaanse Inca's van de Andes. Vriesdrogen, of lyofilisatie, is de sublimatie (verwijdering) van watergehalte uit bevroren voedsel. De uitdroging vindt plaats onder vacuüm en zorgt ervoor dat het plantaardige of dierlijke product tijdens het proces stevig wordt ingevroren. Krimp wordt geëlimineerd of geminimaliseerd, en een vrijwel perfecte conservering resulteert. Gevriesdroogd voedsel gaat langer mee dan ander geconserveerd voedsel en is zeer licht, waardoor het perfect is voor ruimtereizen. De Inca's bewaarden hun aardappelen en andere voedselgewassen op de berghoogten boven Machu Picchu. De koude bergtemperaturen bevroor het voedsel en het water binnen verdampte langzaam onder de lage luchtdruk van de grote hoogten.

Tijdens de Tweede Wereldoorlog werd het gevriesdroogde proces commercieel ontwikkeld toen het werd gebruikt om bloedplasma en penicilline te bewaren. Vriesdrogen vereist het gebruik van een speciale machine, een vriesdroger, met een grote vrieskamer en een vacuümpomp voor het verwijderen van vocht. Meer dan 400 verschillende soorten gevriesdroogde voedingsmiddelen zijn commercieel geproduceerd sinds de jaren 1960. Twee slechte kandidaten voor vriesdrogen zijn sla en watermeloen omdat het watergehalte te hoog is en ze slecht vriesdrogen. Gevriesdroogde koffie is het bekendste gevriesdroogde product.

De vriesdroger 

Speciale dank gaat uit naar Thomas A. Jennings, Ph.D., auteur vanhet antwoord op de vraag "Wie heeft de eerste vriesdroger uitgevonden?" 

Thomas A. Jennings, "Lyofilisatie: introductie en basisprincipes"

"Er is geen echte uitvinding van een vriesdroger. Het lijkt te zijn geëvolueerd met de tijd van een laboratoriuminstrument dat door Benedict en Manning (1905) werd aangeduid als een 'chemische pomp'. Shackell nam het basisontwerp van Benedict en Manning en gebruikte een elektrisch aangedreven vacuümpomp in plaats van de verplaatsing van de lucht met ethylether om het noodzakelijke vacuüm te produceren.Het was Shackell die zich voor het eerst realiseerde dat het materiaal moest worden ingevroren voordat het droogproces begon - vandaar vriesdrogen. De literatuur onthult niet direct de persoon die voor het eerst de apparatuur noemde die werd gebruikt om deze vorm van drogen te 'vriesdrogen'. "

Het bedrijf van Dr. Jennings heeft een aantal instrumenten ontwikkeld die direct toepasbaar zijn op het lyofilisatieproces, waaronder hun gepatenteerde D2- en DTA-thermische analyse-instrument.

Trivia 

Gevriesdroogde koffie werd voor het eerst geproduceerd in 1938 en leidde tot de ontwikkeling van voedselproducten in poedervorm. Het bedrijf Nestle vond gevriesdroogde koffie uit nadat het door Brazilië was gevraagd om een ​​oplossing voor hun koffieoverschotten te vinden. Nestle's eigen gevriesdroogde koffieproduct heette Nescafe en werd voor het eerst geïntroduceerd in Zwitserland. Tasters Choice Coffee, een ander zeer beroemd gevriesdroogd vervaardigd product, is afgeleid van een patent verleend aan James Mercer. Van 1966 tot 1971 was Mercer hoofdontwikkelingsingenieur voor Hills Brothers Coffee Inc. in San Francisco. Gedurende deze periode van vijf jaar was hij verantwoordelijk voor het ontwikkelen van een continu vriesdroogvermogen voor Hills Brothers, waarvoor hij 47 Amerikaanse en buitenlandse patenten kreeg.

Hoe werkt vriesdrogen?

Volgens Oregon Freeze Dry is het doel van vriesdrogen het verwijderen van een oplosmiddel (meestal water) uit opgeloste of gedispergeerde vaste stoffen. Vriesdrogen is de methode voor het conserveren van materialen die niet stabiel zijn in oplossing. Bovendien kan vriesdrogen worden gebruikt om vluchtige stoffen af ​​te scheiden en terug te winnen en om materialen te zuiveren. De fundamentele processtappen zijn:

1. Invriezen: het product is bevroren. Dit biedt een noodzakelijke voorwaarde voor drogen bij lage temperatuur.
2. Vacuüm: Na het bevriezen wordt het product onder vacuüm geplaatst. Hierdoor kan het bevroren oplosmiddel in het product verdampen zonder door de vloeibare fase te gaan, een proces dat bekend staat als sublimatie.
3. Warmte: warmte wordt op het bevroren product toegepast om de sublimatie te versnellen.
4. Condensatie: Lage-temperatuur condensorplaten verwijderen het verdampte oplosmiddel uit de vacuümkamer door het terug te zetten in een vaste stof. Hiermee is het scheidingsproces voltooid.

Toepassingen van gevriesdroogd fruit

Bij vriesdrogen sublimeert vocht rechtstreeks van de vaste toestand naar damp, waardoor een product wordt geproduceerd met regelbaar vocht dat niet hoeft te worden gekookt of gekoeld en zijn natuurlijke smaak en kleur behoudt. 

bronnen

"Huis." OFD Foods, 2017.

Jennings, Thomas A. "Lyofilisatie: introductie en basisprincipes." 1e editie, CRC Press, 31 augustus 1999.