Liofilizacija – tai džiovinimas šalčiu

Liofilizavimo įranga

Norint liofilizuoti maisto produktus, kameroje sukuriamas vakuumas. Po to kamera yra atšaldoma iki -80 °C. Tokiame šaltyje maistas yra džiovinamas. Iš džiovinamo produkto vanduo pašalinamas ledo pavidalu. Liofilizuojant maisto produktus visos gerosios savybės išlieka leofilizuojamame  produkte. Vaisiai džiovinami šaltyje nepraranda savo spalvos, formos bei maistinių savybių.

Liofilizuoti galima daug maisto produktų: vaisius, uogas, daržoves, grybus, mėsą, sūrį, pieną.

Liofilizavimas yra taikomas medicinoje – galima užkonservuoti kraujo plazmą, audinių dalis, kurie gali ilgai išsilaikyti nepakitę. 

Norint liofilizuoti produktus reikalinga tam speciali liofelizavimo įranga. Tokiuose įrengiamuose produkte esantis skystis yra užšaldomas ir iš produkto pašalinamas dujine būsena. Liofilizuoto maisto galiojimo laikas yra ilgas.  Maisto produktų išlieka aukšta kokybė.

Liofilizacijos privalumai

Liofilizatoriai – vakuuminiai džiovintuvai yra pramoniniai ir laboratoriniai. Liofilizatoriuje vyksta vandens pašalinimo procesas. Dažnai pramonėje naudojamas gendančių produktų išsaugojimui. Proceso metu medžiaga užšaldoma, po to liofilizatoriaus kameroje sumažinamas slėgis – taip vanduo iš produkto išsublimuojamas.

Laboratorijose liofilizatoriai naudojami gyvūnų audinių mėginių užkonservavimui bei reakcijos produktų išskyrimui.

Liofilizatorinė įranga naudojama daugelyje sričių:

• Gamyboje;

• Žemės ūkyje;

• Viešame sektoriuje; 

• Sveikatos sektoriuje;

• Tyrimų centruose ir laboratorijose;

• Gyvybės moksluose;

• Fizikos moksluose.

Žemės ūkio darbuotojai, vaisių, uogų augintojai suinteresuoti iš savo produkcijos gauti kuo daugiau pelno. Todėl dauguma augintojų perdirba derlių įvairiais būdais. Labai svarbu išsaugoti vaisiaus kokybė, kad išliktų kuo daugiau šviežumo – skonio, kvapo ir kt. Nuo to priklauso produkcijos pelningumas. 

Kaip perdirbti vaisius ir uogas yra daug būdų: konservavimas, džiovinimas, užšaldymas arba laikymas šaltoje patalpoje (šaldytuve). Taip laikant vaisius ir daržoves prarandama daug vitaminų ir kitų naudingų savybių.

Yra atrastas būdas išsaugantis daug naudingų savybių, neprarandantis estetinio vaizdo – tai liofilizacija. Šis procesas išsaugo beveik visas naudingas produkto medžiagas. Liofilizuoti produktai savo maistines savybes išsaugo iki 95%. Prieš vartojimą liofilizuoti produktai užpilami vandeniu ir po poros minučių atkuriama jo visos maistinės savybės. Po liofilizacijos produktai sveria beveik dešimt kartų mažiau. Juos galima laikyti daugiau kaip penkis metus. Tokiu būdu džiovinti produktai naudojami sveikiems užkandžiams, kūdikių maistui, gėrimų gamybai.

Liofilizavimo įranga visame pasaulyje yra žinoma nuo seno, kadangi anksčiau ji buvo naudojama kur kas kitiems tikslams. Įranga buvo naudojama – audinių dalims, kraujo plazmai, farmacijos produktams liofilizuoti. Maisto pramonėje pirmieji liofilizavimą  pradėjo naudoti pieno gamintojai. Su šia įranga buvo gaminamas pienas bei išrūgų miltai. Liofilizacijos proceso metu produkte esantis vanduo vakuuminėje erdvėje yra verčiamas dujomis. Būtent toks metodas gali būti naudojamas ir kitiems produktams, kurie savyje turi vandens: pieno produktai, mėsos produktai, grybai, daržovės.

Liofilizacijos būdu džiovinti vaisiai, uogos, daržovės nepraranda savo spalvos, skonio, aromato. Vakuuminėse pakuotėse gali būti saugomi daugiau kaip trejus metus. Tačiau reikia pakuotę apsaugoti nuo drėgmės, šviesos bei oro patekimo į pakuotę.

Paprastai vaisiams bei daržovėms gedimo procesas vyksta daugiausiai skystoje fazėje, tačiau vykdant liofilizaciją, skysčio nebelieka. Liofilizuojant kai kurias uogas vitaminai išsaugomi iki šimto procentų. Produktuose išnyksta visos kenksmingos bakterijos.

Liofilizatorius pravartu naudoti žemės ūkyje. Ūkininkams auginantiems vaisius, uogas, daržoves susidaro daug nekondicinės produkcijos. Tokiu atveju, naudojantis liofilizacijos įranga daug derliaus galima išsaugoti. Taip gamintojai nepatirs nuostolių parduodami nekondicinį derlių žemomis kainomis.

Liofilizatoriuose perdirbti produktai plačiai naudojami ne tik prekyboje, tačiau ir visuomeniniame maitinime. Taip užkonservuoti vaisiai, daržovės, mėsos produktai, pieno produktai, grybai gali būti naudojami eksportui.

Liofilizatorių  naudojant maisto pramonėje, reikia papildyti papildoma įranga.  Tai produkcijos plovimo bei produkcijos pergabenimo įranga. Gaminių laikymui būtinai reikalingi šaldikliai. Viso derliaus neįmanoma iš karto atlikti liofilizaciją – todėl reikalinga šaldymo įranga, kad vaisiai, uogos bei daržovės negestų. Derlių būtina užšaldyti iki 20 °C. Taip vaisiuose vanduo užšąla ir produktas po liofilizacijos būna kokybiškesnis. Po gamybos proceso gaminys būtina supakuoti. Todėl reikalinga pakavimo įranga. Vaisiai bei uogos po liofilizacijos nepraranda savo apimties tik būna lengvesni. Todėl supakuotai produkcijai reikalingos erdvios patalpos sandėliavimui.

Taikant įprastinį džiovinimo būdą, vitamino C produkte lieka tik 40 procentų. Produktus liofilizuojant, vitamino C išlieka 100 proc. Tokiu būdu džiovinti produktai labai ilgai išlaiko kokybiškas maistines savybes. Tokių produktų  galiojimo laikas gali būti iki 20 metų.

Medicinoje liofilizacijos būdu užšaldyti produktai – kraujo plazma, audinių dalys, kuriuos galima po kurio laiko panaudoti. Šiuo metodu paruošti maisto produktai naudojami yra kosmoso pramonei. Tai ilgą galiojimą turintys produktai. Taip pat, kadangi kylant į kosmoso erdvę, skaičiuojamas krovinio svoris – liofilizuoti produktai yra dešimt kartų lengvesni nei perdirbti kitokiu būdu.

Liofilizuoti tinka ir pačius patiekalus. Juos labai patogu naudoti kelionėse. Jie lengvi. Naudojimui pakanka užpilti vandens ir po keleto minučių galima valgyti.

Kaip išsirinkti ir kam skirta liofilizavimo įranga?

Liofilizavimo įranga yra įvairių dydžių bei įvairaus automatizavimo lygio. Įrangos gabaritai yra nepatogūs namų sąlygoms. Gamybos proceso metu sklinda garsas. Todėl liofilizavimo įrangą patogiau laikyti atskiroje patalpoje, kur galima kartu pastatyti šaldymo įrangą.

Liofilizavimo įranga yra pakankamai brangi. Perkant individualiam ūkiui, reikia paskaičiuoti auginamo derliaus kiekį, kad gamyba ir realizacija neštų pelną. Nesant tokioms galimybėms geriausiai yra kooperuotis keliems ūkiams. Produkto gamyba vyksta dvi – tris  paras. Per trumpą laiką galima konservuoti didelius kiekius. 

Liofilizuota produkcija turi gerą paklausą. Perkamos laukinės, miško bei daržo uogos įvairiomis pakuotėmis nuo 10 gramų iki 100 gramų. 

Tokią džiovinimo priemonę sunkiau įsisavina kaip kurios uogos turinčios tvirtą odelę: serbentai, spanguolės, mėlynės bei kitos uogos. Liofilizacija kitaip vadinama sublimacija yra procesas kada kietas kūnas pereina į dujinę būseną. Tai reiškia, kad vaisiai arba uogos bei kiti produktai turintys vandens yra užšaldomi vakuuminėje erdvėje, kurioje nėra oro. Tokiame šaltyje jie yra džiovinami. Vaisiuose esantis vanduo ledo pavidalu išgaruoja, nepavirsdamas vandeniu, o lašai vėl užšaldomi kitoje talpoje.

Liofilizavimo įranga - ką rinktis?

Liofilizavimo įranga yra pakankamai brangi. Todėl daugelis vaisių bei uogų augintojų nedrįsta investuoti į tokį verslą. Tačiau jau daugelis metų Lietuvoje yra Europos Sąjungos parama žemės ūkio darbuotojams. Tokia pagalba leidžia neabejoti naujovėmis ir pabandyti šiek tiek pasimokius plėsti gamybą. Taip Lietuvoje atsirado drąsių ūkininkų, kurie nepabijojo naujovių.

Liofilizavimo įranga yra įvairaus dydžio bei našumo. Vienam vidutiniam ūkiui tinka įranga, kurioje liofilizavimo procesas trunka šešias paras ir per tą laiką yra išdžiovinama – 150 kilogramų vaisių bei uogų. Džiovinti galima įvairius vaisius bei daržoves: moliūgus, cukinijas, morkas, burokėlius, obuolius, kriaušes, - kurie patogiau džiovinti susmulkinti įvairiomis formomis.

Pirmiausiai vaisius, daržovė nuplaunama. Nulupama arba nuskutama luobelė. Po to supjaustoma kubeliais, griežinėliais bei kitomis formomis, sudedama sluoksniais į dėžutes, patalpinama į šaldiklį ir sušaldoma. Sušalus produkcijai, gaminiai supilami į didesnes talpas ir laikoma šaldiklyje. Vėliau džiovinama liofilizatoriuje. Liofilizatoriaus proceso technologijos sąlyga yra, kad temperatūra turi būti iki - 60 °C plius vakuumas. Žemoje temperatūroje iš vaisių bei daržovių skystis išgaruoja.

Liofilizatoriuje džiovinti produktai turi didelį privalumą – juose visai nėra konservantų. Produktai gali būti laikomi pakuotėse ir stiklinėje taroje. Pakuotėse gaminys išsilaiko trejus metus, o stiklainiuose ilgiau, nes drėgmės likutis (1 – 2%) neleidžia mikroorganizmams daugintis. Liofilizatoriuje džiovintų vaisių galima gauti sveiko maisto parduotuvėse. Produkcija yra ganėtinai brangi. Pati liofilizatorinė įranga daug kainuoja, didelės elektros sąnaudos, vakuuminiai įpakavimai sudaro kainą.

Liofilizatoriai yra mažieji ir pramoniniai. Mažieji liofilizatoriai daugiausiai naudojami ūkiuose produktų gamybai be konservantų. Maistas džiovintas šalčiu nesukelia žmogaus organizmui šalutinio poveikio. Mažus liofilizatorius daugiausiai naudoja smulkūs ūkininkai arba mažos įmonės, kurios superka: vaisius, uogas, daržoves, mėsą, grybus. Produktus džiovina ir pateikia sveiką maistą į prekybą. Pramoniniai liofilizatoriai naudojami stambiu mastu gaminti džiovintą produkciją rinkai. 

Gamintojai, kurie superka žaliavas turi turėti didelius pramoninius šaldiklius, kad galėtų laikyti ilgesnį laiką vaisius, uogas, daržoves ar kitas žaliavas ir reguliuoti jų gamybos procesą. 

Iš liofilizuotų vaisių gaminama gėrimai, milteliai. Naudojami kulinarijoje, konditerijoje, patiekalų papuošimui. Gaunami milteliai įvairių natūralių spalvų ir gero skonio. Labai liofilizacijos procese pasiteisino aviečių džiovinimas. Jos pilnai išlaiko kvapą, formą, spalvą. Gali gerai išsilaikyti ilgą laiką kambario temperatūroje. Tinkamos transportuoti, nes yra labai lengvos.

Liofilizavimas – tai vakuuminis šaldymo džiovinimo procesas, išsaugantis produkte visas biologines savybes. Labai naudinga liofilizavimo būdu gaminti prieskonius bei indigridientus. Gaminiai nepraranda savybių naudojami aukštoje temperatūroje. Baltymai nepatyria denatūracijos bei gali būtį saugomi prie 0 °C temperatūros. Liofilizuoti baltymai ir kiti preparatai, kada būna sudrėkinami, atgauna visas savo pirmines savybes. Džiovinimo procesas naudojamas, kada reikia preparatus išsaugoti labai ilgą laiką: sausą donorų kraujo plazmą, sausą kraujo serumą, vakcinas, farmacijos ir maisto pramonės reikmėms, organų bei audinių transplantacijos atvejais. 

Gamyboje liofilizatoriai kiekvieną produktą apdoroja įprastiniu būdu.  Iš produktų vanduo pašalinamas jį išgarinant žemoje temperatūroje. Produkto džiovinimo laikas priklauso nuo storio, vandens kiekio, paviršiaus ploto. Įprastai džiovinimas vyksta tris arba keturias paras, taikant  60 °C temperatūrą. Paruoštame gaminyje būna išgarinta apie 97% vandens. Galutiniam produkte likęs drėgnumas negali viršyti 5% vandens. Jeigu gaminyje drėgnumo procentas didesnis – gražinama atgal į liofilizatorių pakartotinam džiovinimui. 

Liofilizuoti produktai yra naudojami maisto pramonėje, karo pramonėje, vaikų maisto gamyboje, arbatos bei kavos paruošimui, įvairiems indigridientams. 

Dabartyje liofilizatoriai naudojami ir stambiose maisto pramonės įmonėse, ir daugelyje mokslo laboratorijų, ir smulkių gamintojų ūkiuose. 

Liofilizuoti maisto produktai išlaiko beveik visas maistines savybes:

• Visos vertingos maisto produktų vertingos dalys išlieka nepakitusios;

• Maisto produktas nepakeičia spalvos, aromato, išlieka geras skonis;

• Nepakinta gaminio gabaritai ir forma.

Liofilizuoti maisto produktai yra naudingi verslams:

• Ilgas gaminio galiojimo laikas;

• Liofilizuotus produktus galima laikyti kambario temperatūroje;

• Lengvas transportavimas – mažai sveria, užima mažai vietos, nekinta gaminio forma.

Liofilizacijos būdas naudojamas ne vien maisto gamybai – liofilizuoti galima ir augalus. Jie taip pat nekeičia spalvos, išlieka aromatas, tobula forma.

Liofilizacija naudojama muziejiniams eksponatams išsaugoti, kad nepažeistų drėgmė, vanduo. Tai natūralus konservavimo būdas. Daugiausiai liofilizuojama dokumentai, meno kuriniai, žemėlapiai, archeologiniai radiniai.

Kodėl verta įsigyti liofilizacinę įranga?

Kodėl verta Lietuvoje įsigyti liofilizacinę įrangą ? Tiek Lietuvoje, tiek pasaulinėje rinkoje produktų gamyba turinti dideles perspektyvas. Pirmiausiai tai, jog gaminiai yra absoliučiai švarūs ir nekenkia žmogaus sveikatai. Tai dabarties ir ateities produktai, kurie palaipsniui užkariaus sveiko maisto rinką. Tiesa, Lietuvoje kol kas ši pramonės šaka dar tik pradeda augti. Šia sritimi užsiima Lietuvos Žemės Ūkio Akademija, Sodininkystės ir Daržininkystės institutas, Kauno technologijos Maisto produktų technologijos katedra. Taip pat pavieniai ūkininkai, auginantys uogas, daržoves, vaisius.

Dar palyginus rinkoje yra labai nedaug liofilizuotų produktų. Mažai gamintojų yra todėl, kad įranga kolkas labai brangi. Liofilizuoti gaminiai yra ateities produktas, kuris tinkamai supakavus, galima gabenti į stichinių nelaimių vietas, kuomet į vietą reikia pristatyti daug maisto paketų. Didelis pasiekimas, kad liofilizacija yra atliekama ne vien vaisiams, uogoms ir daržovėms, bet kitiems maisto gaminiams: mėsos, varškės, pieno. Naudojimo atveju sudrėkinus liofilizuotą gaminį, jo visos savybės sugrįžta.

Į liofilizatorių džiovinimui dedami tik užšaldyti produktai. Jų gamyba be pertraukos vyksta iki trijų parų. Liofilizuojant maisto produktai nesusitraukia, išlaiko pradinę formą. Pavyzdžiui moliūgą supjausčius kubeliais, jie išlieka tokie patys – tūris nekinta. Tačiau svoris sumažėja dešimt kartų. Labai svarbu, po liufilizacijos proceso gaminiai nepraranda nei formos, nei skonio, nei aromato bei išlieka švieži. 

Liofilizuotais produktais domisi restoranai. Dažniausiai jie naudoja gaminius kaip valgomus papuošalus, liofilizuotus indigridientus. Šokolado fabrikas liofilizuotus vaisius aplieja šokoladu. Liofilizuotų produktų galima rasti sveiko maisto parduotuvėse. Liofilizuotų gaminių maistines savybes galima išsaugoti iki dvidešimt metų. Liofilizuotas uogas galima naudoti įvairiems patiekalams, desertams pagardinti.

Dažniausiai pasitaiko uogos arba vaisiai, daržovės, kur yra tvirta luobelė. Tokiu atveju būtina pažeisti luobelę, kad džiovinimo procesas būtų atliktas gerai. Liofilizuojami gali būti visi produktai, kurie turi drėgmės. Tačiau netinkami labai riebūs arba labai saldūs – tai medus, sviestas, aliejus. Pilnai atlikus liofilizaciją produktas tampa traškus, o apliejus jį vandeniu įgauna ankstesnę padėtį.

Jau daug kur liofilizuoti gaminiai yra naudojami : galima pasigaminti natūralių gėrimų, arbatos, kavos, tinka puošti konditeriniams bei kulinariniams gaminiams. Tai suteikia ne vien estetinį vaizdą, tačiau dar priduoda maistui aromato bei skonio. 

Prieš atliekant vaisiams bei daržovėms liofilizacijos džiovinimo procesą, galima stebėti kada vaisius yra labiausiai prinokęs ir turi daugiausiai vitaminų. Po šalto džiovinimo visi požymiai gaminyje išliks. Specialistai pataria, kad geriausias metas uogoms birželio ir liepos mėnesiai, daržovės liepos ir rugsėjo mėnesiai. 

Norint įsigyti liofilizacijos įrangą, reikia stipriai paskaičiuoti kokiu būdu, kokią produkciją ruošiamasi gaminti bei realizuoti, nes įranga yra brangi ir sunkiai atsiperka. Ir darbo procese sunaudoja nemažai elektros energijos.

Yra išrasti nauji liofilizatoriai, kuriuose džiovinant vaisius, jau nereikia užšaldyti produkto – viskas atliekama tiesiogiai. Tokia liofilizatorinė įranga turi ir pašildymo funkciją, tačiau, kadangi yra vakuumas palaikoma neigiama temperatūra. Džiovinti produktai saugomi įpakavimuose, kad nepatektų drėgmė.

Maisto produktų perdirbimo įmonės gali teikti gaminius premium klasėje. Gamintojai įsigyję liofilizacijos įrangą, turi papildomai pasirūpinti vaisių ir daržovių plovimo įranga bei gabenimo transportu, nes transportavimui turi būti palankios sąlygos.