Friske frugter og grøntsager er meget sæsonbestemte og svære at opbevare. Tørring er en af de mest udbredte teknologier til konservering af frugt og grøntsager. Med den hurtige udvikling af frugt og grøntsager fritidsmad er forskningen i tørringsteknologi også fortsat med at blive uddybet. Relevant forskning i ind- og udland fokuserer hovedsageligt på forarbejdningsteknologi og dens procesparametre, tørringsdynamik og kvaliteten af tørrede frugter og grøntsager. Lavenergiprocesteknologi bruges til at maksimere tilbageholdelsen af næringsstoffer i frisk frugt og grøntsager på kortest mulige tørretid og opnå bedre sensorisk kvalitet.
Frysetørringsprocessen af vakuumfrysetørreren udføres i et vakuum og lavtemperaturmiljø, som ikke ødelægger varmefølsomme stoffer, og hæmmer også enzymernes biologiske aktivitet og vækst og reproduktion af mikroorganismer. Derfor kan farve, aroma, smag, form og ernæringsmæssige komponenter i frisk frugt og grøntsager bedre bevares, og tørrede frugter og grøntsager af høj kvalitet kan fremstilles. Derfor kan frysetørrede frugter og grøntsager imødekomme forbrugernes stræben efter ernæring, lækkerhed og sundhed til frugt- og grøntsager. Men på grund af høje omkostninger, højt energiforbrug og lavt udbytte er det også en af de dyreste tørreprocesser. For at opnå storstilet industriel produktion er det nødvendigt yderligere at optimere eller anvende mere effektiv kombineret tørringsteknologi for at opnå høj kvalitet og lavt energiforbrug.
Undersøgelser har vist, at ud over tørreforholdene, tørretumblertype og materialeegenskaber, der påvirker kvaliteten og tørreenergiforbruget af frysetørrede frugter og grøntsager, spiller fortørringsbehandling og forfrysningsforhold også en vigtig rolle i fryse- tørreproces. Derudover, sammenlignet med en enkelt tørreteknologi, kombinerer frysetørringsteknologi, som en sammensat teknologi til trinvis tørring, fordelene ved frysetørring og andre tørremetoder for at opnå komplementaritet og har gode fordele i tørrekvalitet, omkostninger og energiforbrug. Derfor har det tiltrukket sig bred opmærksomhed fra forskere og industrien i ind- og udland og har brede anvendelsesmuligheder.
Ifølge forskellige tørremekanismer er tørring opdelt i varmlufttørring, mikrobølgetørring, vakuumtørring, FD (frysetørring) og infrarød tørring. Selvom produktionsomkostningerne for varm luft og mikrobølger ikke er høje og i vid udstrækning anvendes i industrien, påvirker de produktkvaliteten alvorligt på grund af alvorligt næringsstoftab og dårlig opvarmningsensartethed; de andre tre tørremetoder har indlysende fordele i produktkvalitet, men på grund af forskellige tekniske årsager såsom vanskelig varmeoverførsel ved vakuumtørring, højt energiforbrug i FD-produktion og begrænset gennemtrængningsevne ved infrarød tørring, er det vanskeligt at anvende dem på en stor skala i produktionspraksis.
Vakuum frysetørremaskine FD (frysetørring) er baseret på sublimationsdehydrering. Under det lave temperaturmiljø, der kræves til tørring, kan det minimere tabet af smag og aromatiske forbindelser, producere porøse strukturer og reducere volumenkrympning; desuden, på grund af ophør af de fleste enzymatiske reaktioner, opretholdes starttilstanden for frisk frugt og grøntsager, og produkterne har god kvalitet.
Men på grund af driften med at opretholde en lav temperaturtilstand, give sublimeringsvarme og reducere det samlede tryk i tørrekammeret, er vakuum frysetørringsmaskine FD (frysetørring) et højt energiforbrug og højpris produktionsteknologi. Derfor er forbedring af hele tørreprocessen, forbedring af tørreeffektiviteten og reduktion af energiforbrug blevet hot spots i mange undersøgelser.
Lad os kort nævne den matematiske modellering og optimering af tørreprocessen for en vakuumfrysetørremaskine.
Tørringskinetik bruges normalt til at beskrive de makroskopiske og mikroskopiske mekanismer for varme- og masseoverførsel i tørringsprocessen. Det påvirkes af mange faktorer såsom tørremetoder, tørrebetingelser og materialeegenskaber. Det er af stor betydning for at forbedre udstyrsdesign, optimere tørreprocessen og opretholde kvaliteten og reducere forbruget. Tyndlagstørring er en meget brugt metode til at bestemme den kinetiske model for frugt- og grøntsagstørring. Forholdet mellem fugtforhold MR og tid t bruges ofte til at beskrive de dynamiske ændringer i tørreprocessen. Nøjagtigheden af modellen verificeres af statistiske indikatorer såsom bestemmelseskoefficient R2, chi-kvadrat χ2 og middelkvadratfejl RMSE. Det kan bruges som et vigtigt værktøj til at estimere tørrekurven, forbedre tørreprocessen og opnå lavt energiforbrug. Men i praktiske applikationer er der ingen tyndtlagstørringsmodel, der effektivt kan opsummere al frugt- og grøntsagstørringsdynamik. Med hensyn til at forbedre kvaliteten og reducere forbruget, udover at optimere tørreprocessen ved at etablere en kinetisk tørremodel og ændre tørreparametre, er den nuværende forskning hovedsageligt fokuseret på styring af forbehandlingsmetoder, forfrysningsmetoder og anvendelse af kombinerede tørreteknologier.
