Čerstvé ovoce a zelenina jsou vysoce sezónní a obtížně se skladují. Sušení je jednou z nejpoužívanějších technologií při konzervaci ovoce a zeleniny. S rychlým rozvojem ovocných a zeleninových potravin pro volný čas se dále prohluboval výzkum technologie sušení. Relevantní výzkum doma i v zahraničí se zaměřuje především na technologii zpracování a její procesní parametry, dynamiku sušení a kvalitu sušeného ovoce a zeleniny. Nízkoenergetická technologie zpracování se používá k maximalizaci zachování živin v čerstvém ovoci a zelenině v co nejkratší době sušení a získání lepší senzorické kvality.
Proces lyofilizace ve vakuové lyofilizační sušičce probíhá ve vakuu a nízkoteplotním prostředí, které nezničí látky citlivé na teplo a také inhibuje biologickou aktivitu enzymů a růst a reprodukci mikroorganismů. Lze tedy lépe zachovat barvu, vůni, chuť, tvar a nutriční složky čerstvého ovoce a zeleniny a připravit kvalitní sušené ovoce a zeleninové produkty. Lyofilizované ovoce a zelenina tak mohou splnit požadavky spotřebitelů na výživu, lahodnost a zdraví potravin z ovoce a zeleniny. Vzhledem k vysokým nákladům, vysoké spotřebě energie a nízké výtěžnosti je však také jedním z nejdražších sušících procesů. Pro dosažení průmyslové velkovýroby je nutné dále optimalizovat nebo přijmout efektivnější technologii kombinovaného sušení pro dosažení vysoké kvality a nízké spotřeby energie.
Studie ukázaly, že kromě podmínek sušení, typu sušičky a materiálových vlastností, které ovlivňují kvalitu a spotřebu energie při sušení lyofilizovaného ovoce a zeleniny, hraje důležitou roli při lyofilizaci také předsoušení a podmínky předmrazování. proces sušení. Kromě toho, ve srovnání s jedinou technologií sušení, technologie lyofilizace jako kompozitní technologie postupného sušení kombinuje výhody lyofilizace a jiných metod sušení k dosažení komplementarity a má dobré výhody v kvalitě sušení, nákladech a spotřebě energie. Proto přitáhl širokou pozornost učenců a průmyslu doma i v zahraničí a má široké vyhlídky na uplatnění.
Podle různých mechanismů sušení se sušení dělí na sušení horkým vzduchem, mikrovlnné sušení, vakuové sušení, FD (lyofilizace) a infračervené sušení. I když náklady na výrobu horkého vzduchu a mikrovln nejsou vysoké a jsou široce používány v průmyslu, vážně ovlivňují kvalitu produktu kvůli vážným ztrátám živin a špatné rovnoměrnosti ohřevu; ostatní tři způsoby sušení mají zjevné výhody v kvalitě produktu, ale z různých technických důvodů, jako je obtížný přenos tepla při vakuovém sušení, vysoká spotřeba energie při výrobě FD a omezená schopnost penetrace infračerveným sušením, je obtížné je aplikovat na ve velkém měřítku ve výrobní praxi.
Vakuový lyofilizační stroj FD (lyofilizace) je založen na sublimační dehydrataci. V prostředí s nízkou teplotou potřebné pro sušení může minimalizovat ztrátu chuti a aromatických sloučenin, vytvářet porézní struktury a snižovat objemové smrštění; navíc díky zastavení většiny enzymatických reakcí je zachován výchozí stav čerstvého ovoce a zeleniny a produkty mají dobrou kvalitu.
Avšak vzhledem k provozu udržování stavu nízké teploty, poskytování sublimačního tepla a snižování celkového tlaku sušicí komory je vakuový lyofilizační stroj FD (lyofilizace) vysoce energetickou a nákladnou výrobní technologií. Zdokonalení celého procesu sušení, zlepšení účinnosti sušení a snížení spotřeby energie se proto stalo ohniskem mnoha studií.
Stručně zmiňme matematické modelování a optimalizaci procesu sušení vakuového lyofilizačního stroje.
Kinetika sušení se obvykle používá k popisu makroskopických a mikroskopických mechanismů přenosu tepla a hmoty v procesu sušení. Je ovlivněn mnoha faktory, jako jsou metody sušení, podmínky sušení a vlastnosti materiálu. Má velký význam při zlepšování konstrukce zařízení, optimalizaci procesu sušení, udržování kvality a snižování spotřeby. Sušení v tenké vrstvě je široce používaná metoda pro stanovení kinetického modelu sušení ovoce a zeleniny. Vztah mezi vlhkostním poměrem MR a časem t se často používá k popisu dynamických změn v procesu sušení. Přesnost modelu je ověřena statistickými ukazateli, jako je determinační koeficient R2, chí-kvadrát χ2 a střední kvadratická chyba RMSE. Může být použit jako důležitý nástroj pro odhad křivky sušení, zlepšení procesu sušení a dosažení nízké spotřeby energie. V praktických aplikacích však neexistuje model sušení na tenké vrstvě, který by dokázal efektivně shrnout veškerou dynamiku sušení ovoce a zeleniny. Z hlediska zlepšování kvality a snižování spotřeby se současný výzkum kromě optimalizace procesu sušení stanovením kinetického modelu sušení a změnou parametrů sušení zaměřuje především na řízení metod předúpravy, předzmrazování a používání kombinovaných technologií sušení.
