ما هو المجفف بالتجميد؟

تعمل آلة التجفيف بالتجميد — التي تُعرف أيضًا باسم جهاز التجميد بالتبخير — على إزالة الرطوبة من منتج تم تجميده مسبقًا. داخل الآلة، يتم خفض الضغط بحيث يتبخر الجليد من المنتج بشكل أساسي بدلاً من أن يذوب ليتحول إلى سائل. ويتم تجميع البخار في مكثف بارد، بينما تدعم الحرارة المُتحكَّم فيها عملية التجفيف.

ما هي وظيفة جهاز التجفيف بالتجميد؟

تقوم الآلة بتهيئة الظروف اللازمة للتجفيف بالتجميد والتحكم فيها. فهي تقوم بتجميد الحمولة أو استقبالها في حالة مجمدة، وخفض ضغط الحجرة، وتزويد المنتج بالطاقة بشكل محكوم، وجمع البخار المنطلق. والهدف ليس مجرد تجفيف المنتج فحسب، بل يجب أن تحافظ العملية أيضًا على خصائص المنتج التي تهم استخدامه لاحقًا.

وقد تشمل هذه الخصائص التركيب، وإعادة التكوين، والمظهر، والرطوبة المتبقية، والاستقرار، أو أي متطلبات أخرى خاصة بالتطبيق. ولا يمكن لجهاز التجفيف بالتجميد أن يضمن تحقيق أي من هذه النتائج بناءً على حجم الحجرة أو درجة حرارة المكثف وحدهما. كما تؤثر التركيبة، والتحميل، وتطوير الدورة، والتعبئة والتغليف على النتيجة.

كيفية عمل التجفيف بالتجميد

1. التجميد

يتم تجميد المنتج قبل التجفيف الأولي. وتؤثر ظروف التجميد على بنية الجليد والمسارات التي يخرج من خلالها البخار لاحقًا من المادة. وتستخدم بعض أجهزة التجفيف بالتجميد أرففًا يمكن التحكم فيها لعملية التجميد؛ بينما تستخدم عمليات أخرى معدات منفصلة للتجميد المسبق.

2. التجفيف الأولي

يتم خفض ضغط الحجرة وتزويدها بالطاقة بطريقة محكومة. يتبخر الجليد ويتجه البخار نحو المكثف الأكثر برودة. يجب أن تظل درجة حرارة المنتج ضمن النطاق المناسب للتركيبة والبنية. فقد تؤدي زيادة الحرارة دون فهم خصائص المنتج إلى انهياره أو ذوبانه أو حدوث أضرار أخرى.

3. التجفيف الثانوي

بعد إزالة معظم الجليد الظاهر، قد تبقى بعض الرطوبة مرتبطة بالمنتج. ويستخدم التجفيف الثانوي ضغطًا ودرجة حرارة مُتحكَّمَ فيهما لتقليل هذه الرطوبة المتبقية. ويعتمد الحد النهائي على المادة وتغليفها والاستخدام المقصود منها؛ ولا ينبغي استنساخه من منتج غير ذي صلة.

الأجزاء الرئيسية لجهاز التجفيف بالتجميد

أنواع أجهزة التجفيف بالتجميد

أجهزة التجفيف بالتجميد المنزلية

يتم اختيار هذه الأنظمة عادةً لاستخدامها في دفعات الأطعمة وسير العمل المنزلي. وينبغي على المشترين مراعاة عوامل مثل التحضير، وسعة الصواني، وتهوية الغرفة، وانبعاث الحرارة، والضوضاء، والتصريف، والعناية بمضخة التفريغ، والتعبئة والتغليف — وليس فقط عدد الصواني.

أجهزة التجفيف بالتجميد المختبرية

قد تستخدم أنظمة المختبرات مشعبات أو غرفًا أو صواني أو أرففًا يمكن التحكم فيها. ويعتمد الشكل الصحيح على العينة والحاوية ومستوى الرطوبة، وعلى ما إذا كان الغرض هو التجفيف الأساسي أم تطوير العملية.

أجهزة التجفيف بالتجميد التجريبية والإنتاجية

لا يقتصر توسيع نطاق الإنتاج على مجرد زيادة حجم الغرفة فحسب. بل يجب أخذ عوامل مثل نمط التحميل، ومساحة الرفوف، واحتياجات المكثف، ونقل الدورات، والمرافق، والتنظيف، والسجلات، وإمكانية الوصول لأغراض الصيانة، وجدولة الإنتاج في الاعتبار بشكل متكامل.

ما هي المواد التي يتم تجفيفها بالتجميد؟

يُستخدم التجفيف بالتجميد في أطعمة ومكونات محددة، وعينات مختبرية، ومواد بيولوجية، وتركيبات، ومواد متخصصة، حيثما تبرر النتيجة المطلوبة استخدام هذه العملية. ولا يكفي اسم التطبيق وحده لإثبات ملاءمة العملية. فقد يختلف سلوك منتجين من نفس الصناعة عن بعضهما البعض بسبب اختلاف تركيبتهما وسلوكهما أثناء التجميد وبنيتهما.

قد تتطلب المنتجات التي تحتوي على نسبة عالية من الزيت أو الدهون أو السكر أو المذيبات تقييمًا خاصًا، أو قد لا تكون مناسبة لنظام قياسي. تتطلب التطبيقات التي تستخدم المذيبات العضوية تأكيدًا كتابيًا بشأن توافق المواد، وعملية الاسترداد، وحماية مضخة التفريغ، والسلامة في موقع العمل. لا تعتبر التكوينات القياسية القائمة على الماء جاهزة للاستخدام مع المذيبات.

جهاز التجفيف بالتجميد مقابل المجمد مقابل جهاز التجفيف

• الفريزر: يخفض درجة حرارة المنتج ولكنه لا يزيل الرطوبة اللازمة للحصول على منتج جاف.
• جهاز تجفيف: تقوم بإزالة الرطوبة بشكل أساسي عن طريق الهواء المتحرك الساخن والتبخر.
• جهاز التجفيف بالتجميد: تعمل مع منتج مجمد في بيئة مفرغة من الهواء، وتقوم بإزالة الجليد بشكل أساسي عن طريق التبخير المباشر.

تنتج هذه الطرق هياكل مختلفة وتتطلب معدات ودورات وتغليفات مختلفة. ولا يمكن القول إن أيًا منها هو الأفضل تلقائيًا لكل منتج. انظر التفاصيل مقارنة بين جهاز التجفيف بالتجميد وجهاز التجفيف العادي عند اختيار طريقة لحفظ الأغذية.

ما الذي يحدد مدة وسعة التجفيف بالتجميد؟

لا يوجد وقت دورة موثوق به وموحد أو “إنتاج يومي” ينطبق على جميع المواد. فكل من تركيبة المنتج، ومستوى الرطوبة الأولي، وعمق التعبئة، والحاوية، ونمط التحميل، وطريقة التجميد، والحد الأقصى لدرجة حرارة المنتج، وحمل المكثف، وأداء التفريغ، وعمليات إزالة الجليد والتنظيف، كلها عوامل تؤثر على الإنتاجية الفعلية.

الحجم الاسمي للحجرة لا يمثل السعة الإنتاجية الفعلية. يجب أن يتضمن عرض الأسعار الدقيق تحديد المادة المفترضة، والحمولة لكل دفعة، وطريقة التحميل، وأساس الدورة. ويجب اختبار التركيبات غير المعروفة قبل التعهد بأداء إنتاجي معين.

سلامة الأغذية وحدود مدة الصلاحية

فيما يتعلق بالاستخدامات الغذائية، لا يُعد التجفيف بالتجميد خطوة تقضي على الكائنات الدقيقة المسببة للأمراض. ولا تزال متطلبات المناولة الآمنة والطهي والنظافة والتعبئة سارية. إن برنامج الإرشاد الجامعي بجامعة مينيسوتا تشير إلى أن الكائنات الدقيقة يمكنها البقاء على قيد الحياة خلال هذه العملية، ثم تعود إلى نشاطها مرة أخرى بعد إضافة الرطوبة.

كما أن جهاز التجفيف بالتجميد لا يضمن مدة صلاحية ثابتة. فهناك عوامل عديدة تؤثر على ذلك، مثل الرطوبة المتبقية، وخصائص الحاجز الواقي للعبوة، وسلامة الختم، والأكسجين، ودرجة حرارة التخزين، والضوء، وتركيبة الطعام، وطريقة التعامل معه. ولا ينبغي تطبيق ادعاءات مدة الصلاحية التجارية على منتج منزلي أو صناعي لم يخضع للاختبار.

المعلومات التي يجب تجهيزها قبل طلب عرض الأسعار

• اسم المادة، والتركيبة، ونظام المذيبات.
• مستوى الرطوبة أو محتوى المواد الصلبة في البداية.
• الحمولة لكل دفعة، وعدد الدفعات المقررة يوميًا أو أسبوعيًا.
• صينية، قارورة، قارورة زجاجية، زجاجة، أو شكل تعبئة سائبة.
• الهدف المطلوب فيما يتعلق بالرطوبة النهائية، أو البنية، أو إعادة التكوين، أو الاستقرار.
• مرحلة المشروع الحالية: البحث، أو المرحلة التجريبية، أو مرحلة الإنتاج.
• المرافق المتاحة، والجهد الكهربائي، وأنظمة التبريد، والصرف الصحي، ومساحة التركيب.
• متطلبات التنظيف، أو السجلات، أو الإنذار، أو الوصفات، أو التحقق من الصحة.

الأسئلة الشائعة

هل يلزم وجود فراغ لإجراء عملية التجفيف بالتجميد؟

نعم. يُعد انخفاض الضغط جزءًا أساسيًّا من العملية لأنه يدعم عملية التبخير وحركة البخار من المنتج المجمد إلى المكثف.

هل يمكن للفريزر العادي تجميد الأطعمة المجففة؟

لا. يمكن للمجمد تجميد الطعام، لكنه لا يوفر مراحل التفريغ المتحكم فيه، وجمع البخار، والتجفيف التي توفرها آلة التجفيف بالتجميد.

هل يعني انخفاض درجة حرارة المكثف دائمًا تجفيفًا أسرع؟

لا. فدرجة حرارة المكثف ليست سوى جزء واحد من النظام. كما تؤثر مقاومة المنتج، وظروف التخزين، وضغط الحجرة، وحمل البخار، وتصميم المعدات على العملية أيضًا.

أين ينبغي للمشتري أن يقارن بين أنواع المعدات؟

استخدم دليل شراء المجفف بالتجميد للاطلاع على معايير الاختيار التفصيلية، أو الاطلاع على مجموعة مجففات التجميد من Lanphan عندما تكون متطلبات الطلب والدفعة جاهزة.