Il futuro della tecnologia FD
10 月 -20-2020
Il futuro dell'essiccazione del congelamento
L'essiccazione di congelamento (liofilizzazione) è stata utilizzata industrialmente per decenni per preservare i prodotti alimentari e i materiali biologici, ma gli asciugatrici tradizionali di congelamento di tipo vassoio sono lenti e ad alta intensità di manodopera. Un nuovo processo di "asciugatura attivo" promette di eliminare questi svantaggi.
Il futuro dell'essiccazione del congelamento
La storia dell'essiccazione di congelamento risale alle antiche Inca, che hanno conservato patate e altre verdure semplicemente esponendole in aria. Le basse temperature invernali hanno trasformato l'acqua nel cibo al ghiaccio, che poi evaporava nell'aria di montagna molto secca. Negli anni '30, l'essiccazione del congelamento industriale fu sviluppata come un modo per preservare il caffè in eccesso in paesi come il Brasile. Nascafé e altri marchi famosi sono stati fondati in questo momento e il caffè istantaneo è ora il prodotto più noto liofilizzato. Durante la seconda guerra mondiale, l'essiccazione di congelamento fu utilizzata anche per forniture mediche in tempo di guerra come la penicillina e il plasma sanguigno. Nei decenni seguenti l'uso dell'essiccazione di congelamento si è espanso al punto in cui oggi la tecnologia viene utilizzata nella produzione di circa 400 diversi prodotti alimentari e molti prodotti farmaceutici.
Problemi con il metodo tradizionale
Sin dagli anni '30, l'essiccazione di congelamento industriale dipende da un singolo tipo di attrezzatura: l'asciugatrice di congelamento di tipo vassoio. In un asciugatrice di congelamento del vassoio, il materiale da asciugare viene posizionato su vassoi aperti e supportato su ripiani dotati di sistemi di raffreddamento e riscaldamento. I vassoi sono disposti all'interno di una camera collegata a una pompa a vuoto.
Innanzitutto, il materiale viene congelato a pressione atmosferica abbassando la temperatura degli scaffali. La camera di asciugatura viene quindi evacuata a una pressione in genere nell'intervallo 0,01-1 Mbar. Il calore delicato applicato agli scaffali provoca evaporare il ghiaccio nel prodotto senza passare attraverso la fase liquida (sublima). Il vuoto profondo consente che ciò avvenga alla temperatura di -20c o persino inferiore. Se necessario, ad esempio in cui vengono utilizzati solventi organici, il solvente viene recuperato dallo scarico della pompa del vuoto da un condensatore a bassa temperatura.
Nonostante il funzionamento riuscito per molti decenni, gli essiccatori di congelamento del vassoio hanno tre svantaggi significativi. Innanzitutto, il caricamento e lo scarico sono ad alta intensità di manodopera, soprattutto perché le grandi unità possono contenere diverse centinaia di vassoi. In secondo luogo, la torta liofilizzata rimossa dai vassoi richiede spesso la macinazione per convertirla in un prodotto granulare a flusso libero. In terzo luogo, la formazione di una "pelle" di prodotto essiccato sulla superficie del vassoio ostacola il passaggio del vapore, rendendo questo metodo di congelamento molto lentamente.
