Tiga Peringkat
Pengeringan beku (liofilisasi) ialah proses dehidrasi yang beroperasi dalam tiga peringkat:
- Pembekuan: produk dibekukan di bawah takat eutektiknya, biasanya -30ยฐC hingga -50ยฐC. Kadar pembekuan mempengaruhi saiz hablur ais, yang memberi kesan kepada kualiti produk.
- Pengeringan Primer (Sublimasi): di bawah vakum dalam (โค30 Pa), haba dikenakan kepada produk untuk memacu sublimasi. Ais beralih terus kepada wap tanpa melalui fasa cecair. Peringkat ini membuang 90-95% air.
- Pengeringan Sekunder (Desorpsi): suhu dinaikkan untuk membuang molekul air terikat melalui desorpsi. Peringkat ini membawa kandungan lembapan akhir kepada 1-4%.
Peringkat-peringkat ini adalah berurutan secara keperluan. Sublimasi boleh berlaku hanya selagi struktur ais kekal beku, jadi produk mesti kekal di bawah takat eutektiknya sepanjang pengeringan primer; jika ia mencair, struktur itu runtuh dan matriks berliang yang membenarkan wap keluar akan hilang.
Mengapa Vakum Dalam Memerlukan Peringkat Pam Roots
Pengeringan primer bergantung pada kecerunan tekanan. Wap air meninggalkan permukaan ais, bergerak melalui lapisan yang telah dikeringkan, dan mesti dibuang oleh sistem pam cukup pantas untuk mengekalkan tekanan kebuk rendah. Pada tekanan operasi โค30 Pa, isipadu wap air yang perlu dikendalikan adalah besar, dan satu pam berkedap minyak tidak dapat mengekalkan kelajuan pengepaman yang diperlukan, jadi peringkat pam Roots yang beroperasi di hadapan pam ram berputar adalah perlu.
Keperluan itu tergolong dalam julat vakum dalam. Penyejukan vakum beroperasi pada โค600 Pa, dan pada tekanan sasaran itu peringkat Roots tidak membawa sebarang keuntungan: pra-penyejukan produk berfungsi dengan pam ram berputar, dan penyejukan makanan panas (suhu awal 80โ90ยฐC) dengan pam cincin air yang menyokong pam ram berputar.
Tempoh Kitaran dan Pemboleh Ubah Produk
Jumlah proses boleh mengambil masa 12-48 jam bergantung pada ketebalan produk, komposisi, dan spesifikasi peralatan. Hirisan nipis dan kepingan kecil kering lebih cepat kerana laluan wapnya pendek. Produk yang kaya gula dan padat kering lebih perlahan dan lebih sensitif terhadap keruntuhan. Corak pemuatan juga penting: jisim yang sama yang disebarkan dalam lapisan nipis kering lebih cepat daripada jisim yang sama yang dipadatkan dalam dulang yang dalam. Apabila keadaan ini berbeza daripada kes rujukan, masa kitaran ditentukan melalui percubaan.