VACUUM FREEZE DRYING OF FOOD PRODUCTS: TEMPERATURE LIMITSFOR RATIONAL USE IN INDUSTRIAL PRODUCTION
Authors: СЕМЕНОВ Г.В. , ЕРМАКОВ С.А. , КРАСНОВА И.С. 
Published: July 2022

Качество пищевых продуктов, полученных посредством сублимационной сушки, находится в прямой зависимости от параметров режима для этого процесса, в том числе от температуры фазового перехода «лед-пар» (температуры сублимации). При этом в отечественной и зарубежной литературе отсутствует информация о количественных определениях взаимосвязи температуры сублимации с уровнем качества высушенных продуктов. В работе предложена классификация режимов обезвоживания продуктов в зависимости от температур сублимации по мере их понижения, а именно: «холодная вакуумная сушка», «мягкая сублимационная сушка», «вакуумная сублимационная сушка», «низкотемпературная сублимационная сушка». Были даны числовые значения температур, соответствующие каждому из предложенных режимов. Показано, что мягкая сублимационная сушка обеспечивает высокий уровень качества для пищевых продуктов. Ее режим может быть реализован при температурах сублимации (–10 ± 5)°С, что не требует применения низкотемпературных холодильных машин и дорогостоящих вакуумных насосов в конструкциях сублимационных установок. Был предложен удобный для практического применения в промышленном производстве способ выбора температур сублимации, основанный на использовании метода Луи Рея, а именно на взаимосвязи удельного сопротивления замороженного материала и его температуры. Научная новизна и практическая значимость предлагаемых решений для технологий и аппаратурного оформления процессов вакуумного обезвоживания пищевых продуктов заключаются в снижении удельных затрат на удаление из них влаги посредством применения мягкой сублимационной сушки. Цель исследований заключается в определении температурных границ для рационального использования вакуумной сублимационной сушки пищевых продуктов в промышленном производстве.

The quality of food products obtained by freeze drying is directly dependent on the parameters of the regime for this process, including the temperature of the ice-steam phase transition (sublimation temperature). At the same time, there is no information in the domestic and foreign literature on quantitative definitions of the relationship between the sublimation temperature and the quality level of dried products. The paper proposes a classification of the dehydration modes of products depending on the sublimation temperatures as they decrease, namely: «cold vacuum drying», «soft freeze drying», «vacuum freeze drying», «low-temperature freeze drying». Numerical values of temperatures corresponding to each of the proposed modes were given. It is shown that soft freeze drying provides a high level of quality for food products. Its mode can be implemented at sublimation temperatures of (–10 ± 5)°C, which does not require the use of low-temperature refrigerating machines and expensive vacuum pumps in the designs of sublimation plants. A method for choosing sublimation temperatures, which is convenient for practical application in industrial production, was proposed, based on the use of the Louis Ray method, namely, on the relationship between the resistivity of the frozen material and its temperature. The scientific novelty and practical significance of the proposed solutions for technologies and hardware design of the processes of vacuum dehydration of food products consist in reducing the unit costs of removing moisture from them through the use of soft freeze drying. The purpose of the research is to determine the temperature limits for the rational use of vacuum freeze drying of food products in industrial production.