תהליך ייצור של פירות וירקות מיובשים בהקפאה

1. זרימת תהליך

בחירת חומרי גלם → גימור → הקפאה → ייבוש סובלימציה → לאחר עיבוד → אריזה → אחסון.

2. נקודות הפעלה

(1) טיפול מקדים. טיפול מקדים כללי מתייחס לכל הטיפולים לפני סובלימציה וייבוש, לכן הקפאה לפני ייבוש שייכת גם לטיפול מקדים. הטיפול המקדים בחומרי גלם זהה לזה של ייבוש פירות וירקות רגילים ומוצרי פירות וירקות בהקפאה מהירה. אם נדרש עיבוד כגון בחירה, כביסה, קילוף, חיתוך, הלבנה וקירור, זה לא יתואר בפירוט כאן. כאשר מיץ פירות או מיץ ירקות מיובשים בהקפאה, הוא מרוכז תחילה בשיטת עיבוד זולה יותר, ולאחר מכן המוצר הופך לגרגרי במהלך ההקפאה המוקדמת.

הקפאה מוקדמת היא להקפיא את חומרי הגלם המעובדים מראש, וזהו תהליך חשוב של ייבוש בהקפאה. מאחר שפירות וירקות עוברים סדרה של שינויים ביוכימיים ופיזיקליים וכימיים מורכבים בתהליך ההקפאה, איכות ההקפאה המוקדמת תשפיע ישירות על איכות הפירות והירקות המיובשים בהקפאה. השיקול המרכזי בתהליך ההקפאה הוא השפעת קצב ההקפאה של החומר הקפוא על איכותו וזמן הייבוש שלו.

להקפאה מהירה והקפאה איטית יש את ההבדלים הבאים: גבישי הקרח המיוצרים בהקפאה מהירה קטנים יותר, וגבישי הקרח המיוצרים בהקפאה איטית גדולים יותר; גבישי קרח גדולים טובים לסובלימציה, וגבישי קרח קטנים אינם טובים לסובלימציה; גבישי קרח קטנים משפיעים פחות על התאים, וככל שגבישי הקרח קטנים יותר, כך הם יכולים לשקף יותר את המבנה והביצועים המקוריים של המוצר לאחר הייבוש. עם זאת, קצב ההקפאה גבוה, וגם צריכת האנרגיה הנדרשת גבוהה. יש לתת את הדעת באופן מקיף לבחירת קצב הקפאה אופטימלי כדי להבטיח את איכות המזון המיובש בהקפאה תוך מזעור צריכת האנרגיה הנדרשת בהקפאה.

(2) ייבוש סובלימציה הוא תהליך הליבה בייצור מזון מיובש בהקפאה. כדי לשלוט בתנאי התהליך:

①יכולת טעינה

בעת הייבוש, כושר העמסת המשקל הרטוב של מייבש ההקפאה, כלומר איכות פלטת הייבוש ליחידת שטח, מהווה גורם חשוב בקביעת זמן הייבוש. גם עובי המזון המיובש הוא גורם המשפיע על זמן הייבוש.

במהלך הייבוש בהקפאה מתקדם ייבוש החומר מהשכבה החיצונית לשכבה הפנימית. לכן, כאשר החומר המיועד לייבוש עבה יותר, נדרש זמן ייבוש ארוך יותר. במהלך הייבוש בפועל, החומרים המיועדים לייבוש נחתכים לעובי אחיד של 15-30 מ"מ. יש לקבוע את כמות החומרים שיש להעמיס ליחידת שטח של קרש הייבוש לפי שיטת החימום וסוגי המזון המיובש. כאשר משתמשים במכשיר המתועש בקנה מידה גדול לייבוש, אם מחזור הייבוש הוא 6-8h, קיבולת העמסת חומרי לוח הייבוש היא 5-15ק"ג/מ"ר.

② טמפרטורת ייבוש

בייבוש בהקפאה, על מנת לקצר את זמן הייבוש, יש לספק ביעילות את החום הנדרש לסובלימציה של גבישי קרח. לכן תוכננו שיטות חימום מעשיות שונות. יש לשלוט בטמפרטורת הייבוש כדי לא לגרום להמסה של גבישי קרח בחומר המיועד לייבוש, והחלק המיובש לא יגרום לדנטורציה תרמית עקב התחממות יתר. לכן, בשיטת חימום בודדת, יש לשלוט בטמפרטורת צלחת הייבוש על 70~80 מעלות בשלב הראשוני של סובלימציה וייבוש נמרץ, 60 מעלות באמצע הייבוש ו-40~50 מעלות בשלב האחרון של יִבּוּשׁ.

③שיפוט של נקודת סיום ייבוש

ניתן לשפוט את נקודת הסיום של הייבוש לפי האינדיקציות הבאות: טמפרטורת החומר וטמפרטורת לוח החימום נוטים להיות זהים ושומרים אותה למשך תקופה מסוימת; מד הוואקום של סט המשאבה (או מלכודת הקור) ומד הוואקום של תא הייבוש נוטים להיות זהים ולשמור אותו לפרק זמן מסוים; ואקום תא הייבוש הטמפרטורה של מלכודת הקור משוחזרת בעצם לאינדקס כאשר הציוד ריק ומתוחזק לפרק זמן מסוים; למייבשי הקפאה עם שסתום פרפר גדול, ניתן לסגור את שסתום הפרפר הגדול, ומכונת הוואקום בעצם לא נופלת או נופלת מעט מאוד. ניתן להשתמש ב-4 הקריטריונים לעיל לבד, בשילוב או בשילוב.

3) לאחר עיבוד

העיבוד לאחר עיבוד כולל פריקה, מיון מוצרים מוגמרים למחצה, אריזה ותהליכים נוספים. לאחר שהייבוש בהקפאה מהיר, הזרקו חנקן או אוויר יבש לתא הייבוש כדי לשבור את הוואקום, ולאחר מכן הסר מיד את החומר בסביבה סגורה עם לחות יחסית של 50 אחוזים או פחות, טמפרטורה של 22 עד 25 מעלות, ופחות אבק, ובאותה סביבה בצעו את הבחירה והאריזה של מוצרים חצי מוגמרים. מכיוון שלחומר מיובש בהקפאה יש שטח פנים עצום והוא היגרוסקופי מאוד, יש צורך להשלים הליכים אלו בסביבה יבשה יחסית.

(4) אריזה ואחסון

למזון מיובש בהקפאה יש שטח פנים עצום. חלק מהמרכיבים במזון נחשפים ישירות לאוויר, ונחשפים בקלות לחמצן באוויר וסופחים לחות, מה שמוביל להידרדרות הדרגתית של מזון מיובש בהקפאה. שנית, לרוב המזונות המיובשים בהקפאה יש צבעים טבעיים, והפיגמנטים הטבעיים הללו מתכלים בקלות תחת אור. בתהליך של חמצון ופירוק פיגמנט, הטמפרטורה היא גם גורם חשוב המשפיע על תגובות כימיות כאלה. לכן, אריזת מזון מיובש בהקפאה בוחנת בעיקר כיצד למנוע או לצמצם את ההשפעה של ארבעת הגורמים לעיל.

למבנה דמוי הספוג הנקבובי של מזון מיובש בהקפאה יש יתרונות וחסרונות: ראשית, ברגע שהמוצר נחשף לאוויר, קל לספוג לחות ולהתחמצן ולהתפרק. לכן, מזון מיובש בהקפאה צריך להיות ארוז בוואקום. אריזה טובה מלאת חנקן; שנית, מזון מיובש בהקפאה תופס נפח גדול יחסית, שאינו מתאים לאריזה, שינוע ומכירה. לכן, מזון מיובש בהקפאה נדחס וארוז לרוב. בנוסף, המבנה הנקבובי והרופף הופך מזון מיובש בהקפאה לקל במיוחד לשבור במהלך הובלה ומכירה. לכן, עבור אותם מזונות מיובשים בהקפאה שאינם נוחים לדחיסה ואריזה, יש להשתמש בחומרי אריזה או צורות אריזה בעלות אפקט מגן מסוים.

חומרי האריזה הנפוצים למזון מיובש בהקפאה הם שקיות PE ושקיות פלטינה אלומיניום מרוכבות. שקיות PE משמשות לרוב לאריזות גדולות ושקיות פלטינה מאלומיניום מרוכבות משמשות לרוב לאריזות קטנות. האריזה החיצונית עשויה לרוב מקופסאות קרפט גלי קראפט, שגודלן מתאים להובלת מכולות. במידת הצורך, כאשר משתמשים בשקיות PE כאריזה פנימית, על מנת לחזק את תפקידה של בידוד חמצן, מים ואדים, לרוב משתמשים בשכבות כפולות. במידת הצורך ניתן להשתמש גם בפחיות ברזל לאריזה, אך המחיר גבוה יותר והיישום אינו נפוץ במיוחד. לא משנה באיזה סוג של חומרי אריזה משתמשים, יש צורך במילוי חנקן בוואקום, ומוסיפים שולל חמצן וחומרי ייבוש.

יש לאחסן מזון מיובש בהקפאה במקום קריר ויבש. אם אפשר, עדיף למקם אותו בסביבה עם טמפרטורה נמוכה ולחות נמוכה. חיי המדף הם בדרך כלל שנה עד שנתיים. ניתן להאריך אותו כראוי כאשר הוא ארוז בפחיות ברזל.