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Eine der ausgefeiltesten Konservierungstechniken ist das Gefriertrocknen oder Lyophilisieren, wie es wissenschaftlich genannt wird. Im Gegensatz zur herkömmlichen Trocknungsmethode, bei der Wärme zum Verdampfen von Wasser eingesetzt wird, erfolgt beim Gefriertrocknen zunächst das Einfrieren des Produkts, gefolgt von der Entfernung des Eises durch Sublimation – also die direkte Umwandlung des gefrorenen Wassers in Dampf ohne Zwischenschaltung des flüssigen Zustands. Diese schonende Behandlung verändert weder die ursprüngliche Form, Farbe, Nährstoffzusammensetzung noch den Geschmack des Produkts und erhält diese über Jahre hinweg ohne Kühlung. Jiangsu Bolaike Refrigeration Science and Technology Development Co., Ltd. verfügt über eine mehr als 20-jährige Erfahrung in der Herstellung von Gefriertrocknungsanlagen. Im Folgenden wird der Arbeitsablauf eines Gefriertrockners schrittweise beschrieben.
1. Die Gefrierphase: Umwandlung der Feuchtigkeit in festes Eis
Das Einfrieren ist der erste Schritt bei der Gefriertrocknung. Das Produkt wird auf die Böden innerhalb der Vakuumkammer platziert, und das Kühlsystem senkt die Temperatur schnell auf einen Wert unter den eutektischen Punkt des Produkts ab – normalerweise -40 o °C oder kälter. Dies ist die Temperatur, bei der sämtliche Feuchtigkeit im Produkt in Form fester Eiskristalle vorliegt. Die Geschwindigkeit und Gleichmäßigkeit des Einfrierens sind entscheidend. Bei langsamen Einfrierprozessen bilden sich große Eiskristalle, die Zellwände beschädigen können und das Lebensmittel daher grob und schwammig machen. Schnelles Einfrieren ohne große Eiskristalle erzeugt nur minimale Kristalle, wodurch die ursprüngliche Struktur des Produkts erhalten bleibt. Die Gefriertrockner von Jiangsu Bolaike verfügen über fortschrittliche Kühlsysteme, sodass alle Böden stets einheitlich eingefroren werden und bei jeder Charge hochwertige Ergebnisse erzielt werden.
2. Primär Trocknen (Sublimation): Entfernung von Eis unter Vakuum
Wenn das Produkt vollständig eingefroren ist, wird die Vakuumpumpe eingeschaltet und der Druck in der Kammer auf einen annähernden Vakuumzustand gesenkt (üblicherweise weniger als 100 Pa). Anschließend werden die Ablagen vorsichtig erwärmt. Unter diesen niedrigen Druckverhältnissen sublimiert das gefrorene Wasser (Eis) – es wandelt sich direkt in Wasserdampf um, ohne zu schmelzen. Das Vakuumsystem saugt den Dampf aus der Kammer ab und kondensiert ihn an den kalten Kondensatorspulen (die noch kälter als das Produkt sind). Diese erste Trocknungsphase entfernt den größten Teil des Feuchtigkeitsgehalts, üblicherweise 90–95 % der gesamten Feuchtigkeit. Das Produkt schrumpft nicht, verhärtet sich nicht und behält aufgrund des Fehlens von flüssigem Wasser seine Struktur bei. Die Systeme von Jiangsu Bolaike sind speziell darauf ausgelegt, Temperatur und Druck so präzise zu steuern, dass die Sublimationsgeschwindigkeit maximal ist, ohne dass das Produkt schmilzt. -Die Systeme von Jiangsu Bolaike sind sehr spezifisch darauf ausgelegt, Temperatur und Druck so genau zu regeln, dass die maximale Sublimationsgeschwindigkeit erreicht wird, ohne dass das Produkt schmilzt.
3. Sekundär Trocknung (Desorption): Entfernung des gebundenen Wassers
Sobald ein Produkt getrocknet ist, sind stets noch einige Wassermoleküle an das Produkt gebunden, die jedoch nicht als Eis gefroren sind. Diese binden sich durch die Anziehungskraft der festen Bestandteile des Produkts an die Moleküle. Bei der sekundären Trocknung wird die Lagertemperatur (üblicherweise +20 °C bis +50 °C) ohne Vakuum erhöht. Diese zusätzliche Energie löst die molekularen Bindungen auf, wodurch das restliche Wasser vom Produkt desorbiert (verdampft) werden kann. -4 % bezogen auf das Produkt. Es ist dieser extrem niedrige Feuchtigkeitsgehalt, der gefriergetrockneten Produkten eine erstaunliche, konservierungsmittelfreie Haltbarkeit von 20 bis 30 Jahren verleiht. -Die speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) bei Jiangsu Bolaike schalten automatisch zwischen primärer und sekundärer Trocknung gemäß der Temperatur und dem Druck des Produkts.
4. Die Kondensator und Vakuumsysteme: Abscheidung von Wasserdampf
Gefriertrocknung ist möglich dank zwei unterstützenden Systemen. Das Kühlsystem treibt auch den Kondensator an, der aus einer Reihe kalter Rohrschlangen in einer separaten Kammer besteht. Die Temperatur des Kondensators wird auf −40 °C bis − 85 °C und damit noch niedriger als die des Produkts gehalten. Wenn Wasserdampf aus der Produktkammer austritt, gefriert er sofort in Form von Eis an den Kondensatorrohren. Der Kondensator verhindert so die Beschädigung der Vakuumpumpe durch Wasserdampf. Das Vakuumsystem (Vorvakuum-Pumpe und/oder Hochvakuum-Pumpe) dient zum Entfernen nicht kondensierbarer Gase (Luft, Stickstoff) aus der Kammer, um den für die Sublimation erforderlichen niedrigen Druck sicherzustellen. Sobald der Trocknungszyklus abgeschlossen ist, wird der Kondensator erhitzt, um das Eis zu schmelzen, das anschließend abgeleitet wird. Jiangsu Bolaike entwickelt energieeffiziente Vakuum- und Kondensatorsysteme, die die Zykluszeit sowie den Stromverbrauch minimieren.
Fazit
Ein Gefriertrockner arbeitet in drei Stufen: Einfrieren (Umwandlung der Feuchtigkeit in Eis), Primärtrocknung (Sublimation des Eises zu Dampf im Vakuum) und Sekundärtrocknung (Entfernung gebundener Wasseranteile). Das Vakuumsystem gewährleistet einen niedrigen Druck, und der Kondensator fängt den Wasserdampf ab. Dieses schonende Verfahren erhält Farbe, Nährstoffe und Geschmack über Jahrzehnte hinweg – ohne Kühlung erforderlich zu sein. Jiangsu Bolaike produziert Haushalts-, Labor-, pharmazeutische und Lebensmittel-Gefriertrockner mit mehr als 20 Jahren Erfahrung sowie ISO9001- und CE-Zertifizierungen sowie über 56 Patenten in China. Rufen Sie uns noch heute an, um mehr zu erfahren, oder besuchen Sie unser Werk in Changzhou, China.