Можно ли взять холодильник в поход? Все о вакуумно-сублимационной сушке

В настоящее время термин «сублиматы» известен не только в космической и оборонной отраслях, но и среди любителей активного отдыха. Рыбаки, охотники, туристы и скалолазы предпочитают этот вид питания, поскольку он позволяет «сэкономить место в рюкзаке». Сублимированные продукты отличаются небольшим весом и компактной упаковкой.

Существует распространённое заблуждение, что любой высушенный продукт, который не нужно варить, является сублиматом. Однако это не так.

Сублимационная сушка, также известная как лиофилизация или криодесикация, — процесс удаления основной массы воды из замороженного продукта в условиях вакуума путём непосредственного перехода льда в парообразное состояние, минуя при этом жидкую фазу.

В процессе сублимационной сушки молекулярная структура сырья остаётся практически неизменной. Высушенный продукт имеет высокую пористость, что позволяет ему быстро восстанавливать свои первоначальные свойства при добавлении воды. Именно такие продукты и называются «сублиматами». 

Лиофильная сушильня камера

Вакуумно-сублимационная сушка стала особенно популярной благодаря тому, что она позволяет сохранить все свойства продукта после обработки: вкус, цвет, натуральный состав, питательность, содержание витаминов и лёгкость усвоения. Еда сохраняет все свои полезные свойства без добавления консервантов, красителей, стабилизаторов или усилителей вкуса.

Важно отметить, что сублимируются только высококачественные продукты, поскольку производство в этом случае требует значительных затрат. Хранят сублиматы без холодильника. Трехслойная упаковка на основе алюминиевой фольги содержит внутри газообразный азот или другой инертный газ, мгновенно испаряющийся при вскрытии.

История изобретения вакуумно-сублимационной сушки

Известно, что инки с XIII века изготавливали из картофеля чуньо — национальный консервированный продукт. Для этого они выдерживали картофель на горных вершинах в Андах при температурах ниже нуля в вечернее время, затем отжимали воду и сушили его на солнце днём. Также народ инков использовал уникальный климат Альтиплано для заморозки сухого мяса. 

Сублимированный картофель чунью на рынке в Перу

Японское коя-дофу — сублимированный тофу — появилось в середине XVI века в Нагано и в XVII веке на горе Коя.

По данным Большой российской энциклопедии официально сублимационная сушка была изобретена в 1906 г. во Франции Жаком Арсье д'Арссовалем и Фредериком Бордасом, однако метод не получил практического распространения. В 1921 г. русский горный инженер Георгий Иосифович Лаппа-Старженецкий изобрёл печь для вакуумной сушки предварительно замороженных продуктов, которая стала прототипом современного оборудования для сублимационной сушки.

Однажды инженер, занимаясь ремонтом вакуумной установки, обнаружил под колпаком высохшую красную клюкву. Однако стоило подержать её минуту в воде, как ягода ожила, наполнилась соком и стала неотличима на вкус от свежей.

После долгих размышлений и множества экспериментов Лаппа-Старженецкий пришёл к выводу, что продукты лучше сушить не при помощи тепла, а в замороженном состоянии в условиях вакуума.

 Возможно, в те времена специалисты пищевой промышленности уже знали об этом методе консервирования. Однако слабое развитие холодильной и вакуумной техники не позволяло применять новую технологию в промышленности, поэтому тогда использовали тепловую сушку.

Почти полвека спустя этот метод консервирования стал всё более широко применяться в различных отраслях промышленности.

Сублимационная сушка в наши дни

Сублимированные продукты стали широко использоваться во второй половине XX века. Их применяли для питания полярников, моряков, геологов, туристов, а позднее и космонавтов.

Порошок из сублимированной клубники

В настоящее время сублимированные продукты стали очень популярны среди простых обывателей. Вакуумную сублимационную сушку используют для производства мюсли, чая, шоколада, кондитерской продукции, быстро завариваемых каш и снеков. Метод используется для сохранения мяса, рыбы, молочных продуктов, овощей и готовых блюд. В фармацевтической промышленности вакуумная сублимационная сушка позволяет создавать вакцины и сыворотки, антибиотики, а также консервированные препараты крови, такие как сухая плазма для переливания и кровезаменители.

Технологический процесс вакуумной сублимационной сушки

Технологический процесс сублимационной сушки состоит:

• из отбора и подготовки сырья;

• предварительной обработки (подмораживание до криоскопической температуры);

• собственно сублимационной сушки;

• упаковки высушенного продукта.

Сублимационная сушки проходит в 3 основных этапа:

1. замораживание продукта;

2. сушка;

3. досушивание.

Первый этап – замораживание продукта до необходимой температуры в скороморозильных аппаратах. При этом чем быстрее и глубже замораживается продукт, тем менее крупные кристаллы в нём образуются и тем выше его качество.

Второй этап осуществляют в сублиматоре при давлении 133 Па и ниже. Из замороженного состояния удаляется от 70 до 90 % воды, что позволяет сохранить в продукте питательные вещества, витамины, вкус, цвет, аромат, первоначальную форму и получить пористую структуру, при этом практически исключается возможность развития микробиальных, ферментативных и окислительных процессов при обезвоживании.

Остаточную воду удаляют при положительных температурах с помощью нагревателей, установленных в этом же аппарате.

На третьем этапе досушивания температура в сублиматоре для разных продуктов варьирует от 40 до 80 °С. Например, для сырого мяса температура составляет 40–50 °С; для варёного мяса – 60–70 °С, что позволяет не потерять биологически ценные компоненты продукта.

В процессе сублимационной сушки мяса масса высушенного продукта уменьшается в 4 раза. Продолжительность сублимационной сушки с односторонним контактным подводом в среднем составляет 12–15 ч (при толщине кусков 12–15 мм). При двустороннем теплоподводе время сокращается вдвое. К концу сушки содержание влаги в продукте, как правило, составляет 2–5 %. После сушки продукты во избежание окислительных процессов упаковывают в условиях вакуума или в среде азота в специальные упаковочные многослойные материалы, как правило, с металлической фольгой. В герметической упаковке высушенный продукт можно хранить до 2 лет. Восстановление сублимационных продуктов проводят в воде, в 1–2 %-ном растворе соли или в растворе ферментов.

Установки для сублимационной сушки

Установка для сублимационной сушки состоит из сушильной камеры (сублиматора), конденсатора, вакуум-насоса, нагревателя, контрольно-измерительной аппаратуры.

Сублиматор, как правило, имеет цилиндрическую форму, внутри находятся нагреватели, на которых размещаются противни с продуктом.

Выделяемые в процессе сушки водяные пары непрерывно удаляются из камеры путём их конденсации на охлаждаемой поверхности конденсатора. Неконденсируемые газы (СО2) удаляются вакуум-насосом. 

Схема сублимационной сушилки