จุดยูเทกติกคืออะไร?
จุดยูเทกติกคืออุณหภูมิขั้นต่ำที่ของผสมขององค์ประกอบยังคงเป็นน้ำแข็งทั้งหมด ต่ำกว่านั้น องค์ประกอบทุกส่วนเป็นของแข็ง เหนือกว่านั้น ส่วนหนึ่งของของผสมเริ่มละลาย ในขณะที่ส่วนที่เหลือยังคงเป็นน้ำแข็ง ในการทำแห้งแบบแช่เยือกแข็ง ผลิตภัณฑ์ต้องถูกควบคุมให้อยู่ต่ำกว่าอุณหภูมินี้ในระหว่างการทำแห้งขั้นต้น เพื่อป้องกันการละลายและการยุบตัวของโครงสร้าง
เหตุใดจึงสำคัญในทางปฏิบัติ
การทำแห้งขั้นต้นกำจัดน้ำแข็งโดยการระเหิด: น้ำที่แช่แข็งเปลี่ยนเป็นไอโดยตรงโดยไม่ผ่านขั้นของเหลว วิธีนี้ได้ผลตราบใดที่ผลิตภัณฑ์ยังคงเป็นน้ำแข็งทั้งหมด หากอุณหภูมิชั้นวางหรือความดันห้องผลักดันให้ผลิตภัณฑ์สูงกว่าจุดยูเทกติก น้ำแข็งส่วนหนึ่งกลายเป็นของเหลว ช่องทางไอเปิดอีกครั้ง และโครงสร้างที่กำลังก่อตัวอยู่จะอ่อนตัวลง ผลลัพธ์ที่มองเห็นได้คือการหดตัว การจับตัวเป็นก้อน หรือเค้กที่หนาแน่นและคืนน้ำได้ไม่ดี การดำเนินการที่ต่ำกว่าจุดยูเทกติกมากช่วยหลีกเลี่ยงปัญหานี้ แต่แลกมาด้วยรอบการทำงานที่ยาวนานขึ้น ดังนั้นเป้าหมายคือความเผื่อในการทำงาน แทนที่จะเป็นอุณหภูมิขั้นต่ำที่ทำได้
การวัดจุดยูเทกติก
จุดยูเทกติกสามารถหาได้ด้วยการวัดความร้อนแบบสแกนดิฟเฟอเรนเชียล (DSC) หรือการวัดความต้านทานไฟฟ้า DSC แสดงเหตุการณ์ทางความร้อนเมื่อตัวอย่างที่แช่แข็งได้รับความร้อน วิธีวัดความต้านทานใช้การเปลี่ยนแปลงของการนำไฟฟ้าที่เกิดขึ้นเมื่อมีเฟสของเหลวปรากฏขึ้น ทั้งสองวิธีทำกับสูตรตำรับจริง เนื่องจากค่าจะเปลี่ยนไปตามปริมาณน้ำตาล เกลือ และของแข็ง
ค่าทั่วไปสำหรับผลิตภัณฑ์อาหาร
อุณหภูมิยูเทกติกทั่วไปสำหรับผลิตภัณฑ์อาหารอยู่ในช่วง -10°C ถึง -40°C
- ผลไม้: โดยทั่วไป -15°C ถึง -25°C
- ผัก: โดยทั่วไป -10°C ถึง -20°C
- เนื้อและปลา: โดยทั่วไป -15°C ถึง -30°C
- สารสกัดกาแฟ: ประมาณ -20°C
การใช้ค่าในรอบการทำงาน
เมื่อวัดได้แล้ว จุดยูเทกติกจะกำหนดเพดานสำหรับอุณหภูมิชั้นวางระหว่างการทำแห้งขั้นปฐมภูมิ โดยมีระยะเผื่อที่เลือกตามความสม่ำเสมอของแบตช์ การเฝ้าติดตามอุณหภูมิผลิตภัณฑ์แทนอุณหภูมิชั้นวางเป็นสิ่งที่แสดงตำแหน่งจริงเมื่อเทียบกับขีดจำกัด การตรวจจับจุดสิ้นสุด — ว่าความแตกต่างระหว่างความดันของผลิตภัณฑ์กับคอนเดนเซอร์ทรงตัวแล้วหรือไม่ — จะบ่งชี้การเปลี่ยนผ่านไปสู่การทำแห้งขั้นทุติยภูมิ ซึ่งความชื้นที่ยึดเกาะที่เหลืออยู่ถูกกำจัดออก แบตช์ที่มีน้ำหนัก การโหลดถาด หรือสูตรแตกต่างกันมีพฤติกรรมแตกต่างกัน ดังนั้นค่าที่วัดครั้งเดียวควรได้รับการยืนยันเมื่อผลิตภัณฑ์เปลี่ยนไป
ข้อจำกัดของตัวเลขเพียงค่าเดียว
จุดยูเทกติกอธิบายพฤติกรรมผลึก ระบบอาหารหลายระบบ โดยเฉพาะระบบที่อุดมด้วยน้ำตาล มีลักษณะอสัณฐานบางส่วน และอธิบายได้เหมาะสมกว่าด้วยอุณหภูมิการยุบตัวหรืออุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว ในกรณีที่ทั้งสองใช้ได้ การตรวจสอบยืนยันที่ระดับการผลิตเป็นตัวตัดสินว่าขีดจำกัดใดควบคุมรอบการทำงาน