食品の凍結乾燥

フリーズドライは、食品業界で広く使用されている食品保存プロセスであり、果物、野菜、肉、卵、インスタント飲料(上の画像に示されているインスタントコーヒーなど)などの製品を乾燥させます。水は昇華、つまり液体にならずに固体から気体状態に直接変化する物理的状態の変化によって食品から除去されます。水の場合、氷は直接水蒸気に変わります。

食品中に水分が存在しないということは、これらの製品が室温で長期間保存されることを意味します。これは、生存するために水を必要とし、食品を分解する細菌や微生物の死滅にもつながるためです。これは、この技術の大きな利点です。なぜなら、この凍結乾燥プロセスは少し高価ですが、冷蔵庫などで食品を冷凍状態に保つための保管プロセスが必要となるため、さらに高価であることを考えると、大きな利点があるからです。産業から輸送、スーパーマーケットや消費者の家庭での保管に至るまで、適切な場所を建設、購入、維持する必要があり、言い換えれば、はるかに手間のかかるプロセスです。

食品の凍結乾燥 化学

フリーズドライでは、まず食品を洗浄して細かく切り、次に非常に低い温度(約-35℃)まで急速に冷却することで、食品中の水分が細い針状の氷に変わります。この氷の形状は、肉や野菜の細胞膜を破ることなく食品から水分を除去できるため、重要です。このようにして、タンパク質やビタミンなどの熱に弱い要素の栄養特性が食品中に維持されます。

食品の凍結乾燥 化学

ここからが主要な部分です。冷凍食品は、内部が部分的に真空になっている密閉チャンバー、つまり圧力が大気圧よりもはるかに低い状態の密閉チャンバーに入れられます。参考までに、海面の大気圧は 760 mmHg ですが、これらのチャンバー内で食品が受ける圧力は約 0.5 mmHg です。

食品の凍結乾燥 化学

圧力の低下により、水の蒸発温度が低下します。なぜこのようなことが起こるのかについては、 「沸点に対する外部圧力の影響」というテキストで詳しく説明されていますが、要するに非常に単純です。圧力が低いほど、水分子はこの外部圧力に打ち勝つことができる運動エネルギーに到達しやすくなります。それは表面にあるため、蒸気状態になります。

食品の凍結乾燥 化学

したがって、密閉されたチャンバー内では、温度が徐々に上昇し、圧力がさらに低下し、 0.1および0.08mmHgに等しい値に達します。この非常に低い圧力により氷が昇華し、この蒸気がこのチャンバーに接続された機器によって収集されます。

食品の凍結乾燥 化学

Os morangos desidratados acima foram obtidos pelo processo de liofilização
上記の乾燥イチゴは凍結乾燥プロセスによって得られました。

食品の凍結乾燥 化学

フリーズドライ食品はサイズと質量も小さくなるので、保管には興味深いものになります。このため、これらの製品は、輸送の容易さと占有スペースの小ささが大きな利点であるため、軍人、キャンピングカー、宇宙飛行士への供給に推奨されています。