Технология сублимирования

Метод сублимирования для сохранения полезных свойств продуктов на длительный срок использовали древние инки: они замораживали продукты на высотах Анд и затем высушивали их на солнце. В России эксперименты с этой технологией начались в 1930-х годах. Сегодня, благодаря современным технологиям, сублимация стала доступной и популярной. Этому методу подвергают продукты как растительного, так и животного происхождения. Сублимированная и консервированная готовая еда хорошо сохраняет свойства продукта, при этом имеет различия во вкусовых качествах и особенностях применения. Сублимированные продукты мало весят и обеспечивают полноценное питание – за это их ценят туристы, альпинисты и люди, работающие в сложных условиях, так как они мало весят и обеспечивают полноценное питание.

Что такое сублимационная сушка?

Сублимированный куриный фарш «Кронидов»

Сублимационная сушка (лиофилизация) пищевых продуктов – это не просто замораживание и высушивание, а сложный процесс, требующий специального оборудования и знаний. Сублимация – один из эффективных и безопасных способов консервирования продуктов, при котором сохраняются вкусовые качества и полезные свойства мяса, овощей, ягод, фруктов и других продуктов (грибов, рыбы, молока, кофе).

Принцип сублимационной сушки заключается в быстром удалении влаги в условиях вакуума. Сначала продукты замораживают до очень низких температур, а потом помещают в вакуумную камеру, где жидкость удаляется методом возгонки. В результате получается сухой и легкий продукт, который значительно уменьшается в размере, но при этом сохраняет свою первоначальную форму.

Для получения надлежащего качества продуктов важно настроить правильные параметры сублимационной сушки. Один из ключевых — количество подаваемого тепла, которое нужно поддерживать на уровне 2885 кДж/кг. Если превысить температуру, ускоряя процесс сублимации, продукт может разморозиться. Жидкая вода меняет состав и физические свойства пищевых продуктов — например, может произойти усадка. Кроме того, увеличивается время второй стадии сушки, а на выходе получается продукт с у более высоким содержанием воды. Это может снизить качество при хранении. Поэтому во время лиофилизации необходимо контролировать температуру материала и изменения содержания воды.

Этапы

Выделяют следующие этапы сублимационной сушки

1. Отбор и подготовка. Для сублимационной сушки отбирается сырье высшего качества, которое сначала моется и чистится. Для ускорения процесса и равномерного удаления влаги некоторые продукты нарезаются на мелкие кусочки.
2. Замораживание.Подготовленное сырье помещается в аппарат и охлаждается до очень низких температур — от –20 до –60°С. Чем быстрее происходит замораживание, тем меньше кристаллов льда в нем образуется. Это помогает сохранить клеточную структуру продукта. В итоге на следующем этапе влага удаляется быстрее.
3. Сушка. В процессе сушки при нагреве до температуры от 30 до 60°C в условиях низкого давления и вакуума из сырья удаляется влага. На этом этапе уходит до 90% влаги. Процесс может занять несколько дней в зависимости от типа продукта и температуры. При этом сохраняются его полезные свойства, вкус, цвет, аромат, а также форма и текстура.
4. Упаковка. Готовые сублимированные продукты упаковываются при помощи вакуума или газовой среды в пластиковые контейнеры, картонные коробки, стеклянные банки, фольгированные пакеты.  Они могут храниться до 25 лет при температуре от –50 до +50°C.
   
   

Сублимированные блюда в реторт-упаковке.

Оборудование 

Установка для сублимационной сушки. Остаточная влажность продукта на выходе - 2%.

Сублимационная сушка проводится в специализированных вакуумных установках, которые бывают разных размеров и производительности. Есть как машины на пару кг сырья, так и установки, способные обрабатывать от 300 до 1000 кг. Такие установки состоят из нескольких систем:

1. Холодильная система охлаждает ловушку льда и дополнительно замораживает полки в продуктовой камере. Это особенно важно, например, для сублимированных ягод, у которых сохраняются текстура и микроэлементы.
2. Вакуумная система состоит из одного или нескольких насосов, соединенных с герметичной камерой для продуктов. Процесс может занять несколько дней и зависит от типа продукта и температуры. В итоге сохраняются полезные вещества, вкус, цвет, аромат и форма продукта.
3. Система управления регулирует весь процесс сублимационной сушки: контролирует температуру и давление, ведет мониторинг работы оборудования и запись выполненных операций. Учет этих факторов крайне важен для получения отличных результатов при сублимировании.
4. Продуктовые камеры для сублимации бывают широкими с большими полками для массового производства, адаптированными для определенных продуктов, таких как овощи или фрукты, и многоуровневыми с несколькими полками для одновременной сушки различных продуктов.
5. Ловушка льда  улавливает пары, образующиеся при сублимации. Она работает при температуре ниже замороженных продуктов, чтобы превращать пар обратно в лед.

Оборудование для сублимационной сушки — это дорогостоящие установки, к тому же требующие грамотной настройки. Именно поэтому перечень компаний, производящих сублимированные продукты, достаточно ограничен. Мы сами разработали инновационную сублимационную установку, за что стали резидентами Сколково.

Технология сублимационной сушки для различных продуктов

Сублимированные овощи

Процесс сублимационной сушки требует точного соблюдения температурных режимов и технологий обработки для разных типов сырья.

Сублимационная сушка мяса начинается с замораживания до –60°C. Сушка происходит при температуре –20–30°C. Для сохранения текстуры и вкуса температура досушки колеблется от 40 до 50°C для сырого мяса и от 60 до 70°C для вареного. Важно учитывать вид мяса, так как жирность и состав влияют на качество сублимированного мяса.

Сублимация молочных продуктов требует строгого температурного контроля. Они замораживаются при –20°C, а сушатся при низких температурах, чтобы минимизировать изменения во вкусе и текстуре. Досушка проводится с осторожностью, чтобы избежать образования нежелательных кристаллов.

Сублимирование яиц происходит при заморозке –20°C, а сушат при –20–30°C, сохраняя белковую структуру. Полностью удаляют влагу при 60–70°C.

Для получения сублимированных овощей заморозка происходит при температуре –10°C, что выше, чем для фруктов и мяса, из-за большого содержания в них влаги. Температура высушивания –10–20°C, а досушка производится в диапазоне 40–50°C. Эти условия помогают сохранить полезные вещества и вкус свежих овощей.

Сублимация позволяет готовить блюда из разных ингредиентов. Процесс начинается с шоковой заморозки всех продуктов, затем происходит дегидрация при температуре –20–30°C. Это позволяет сохранить натуральный цвет и вкус. Например, сублимированное мясо или суп сохраняют свою текстуру и аромат, делая их идеальными для быстрого приготовления. Для последующей досушки используют температуру до 60°C, что гарантирует длительный срок применения и сохранение всех полезных свойств.

Процесс сублимационной сушки ягод и фруктов начинается с шоковой заморозки при –40°C. На этапе дегидрации температура поддерживается в диапазоне –20–30°C, что сохраняет натуральный цвет, аромат и витамины. Для последующей досушки используют температуру до 50°C. Бережная технология сублимации позволяет получить продукцию любой фракции, что удобно для использования сублимированных ягод в домашней кулинарии.

Сублимированные ягоды

Заключение

Сублимированные блюда удобно брать на природу. Фото: Кирилл Скрыглюков

Сублимированные продукты изготавливаются только из сырья высшего качества, не содержат красителей, усилителей вкуса и ароматизаторов. Они легкие и долго хранятся, что делает их удобными в приготовлении в любых условиях. Сублимированная еда идеально подходит для туристов, альпинистов и вахтовиков, а также для тех, у кого нет временем на готовку. Космонавты, к примеру, на орбите едят не только сублимированные супы и гуляши, но и мороженое.