フリーズドライ食品
背景
フリーズドライは、食品を保存する比較的最近の方法です。それは、食品を凍結し、次に真空チャンバー内のほとんどすべての水分を除去し、最後に密閉容器に食品を密封することを含みます。冷凍乾燥食品は、常温で簡単に輸送でき、長期間保存でき、最小限の調理で消費できます。一度準備されると、フリーズドライ食品は元の天然物とほとんど同じ外観と味を持っています。
凍結乾燥プロセスは、第二次世界大戦中に、冷蔵を必要とせず、血漿の有機性を損なうことなく、戦場の緊急事態に備えて血漿を保存する方法として開発されました。この技術は、終戦後の消費者向け食品に適用されました。コーヒーは、大規模に販売された最初のフリーズドライ製品の1つでした。今日、多くの果物、野菜、肉、卵、および食品香料は凍結乾燥されています。
フリーズドライ食品には多くの利点があります。水分の98％が除去されているため、食品は非常に軽量であり、輸送コストを大幅に削減します。これはまた彼らと彼らの食物を運ばなければならないボート乗りとハイカーにそれを人気にします。冷蔵が不要なため、輸送費と保管費がさらに削減されます。脱水プロセスにより酵母や潜在的に有害なバクテリアが生き残ることが事実上不可能になるため、フリーズドライ食品も比較的汚染がありません。最後に、食品の物理的構造は凍結乾燥プロセス中に変更されないため、水を再導入して消費する準備をしたときに、食品はその色、形、質感、および風味の多くを保持します。これにより、他の方法で保存された食品よりも消費者にとって魅力的なものになります。
フリーズドライ食品の主な欠点の1つは、そのコストです。このプロセスに必要な機器は多額の投資を必要とし、プロセス自体は時間と労力を要します。これらの費用は通常消費者に転嫁されるため、缶詰や冷凍などの他の食品保存方法と比較すると、フリーズドライ食品は非常に高価になります。
原材料
いくつかの食品は凍結乾燥プロセスに非常に適していますが、他の食品はそれほどうまくいきません。液体、肉の薄片、小さな果物や野菜は簡単に冷凍乾燥できます。コーヒーは最も一般的なフリーズドライ液体です。エビ、カニ、ロブスター、ビーフ、チキンのチャンクまたはスライスは、凍結乾燥することができます。スープやメインコースのメインディッシュの一部として野菜と混ぜられることがよくあります。豆、とうもろこし、エンドウ豆、トマト、ベリー、レモン、オレンジ、パイナップルなど、ほとんどすべての果物と野菜を凍結乾燥させることができます。オリーブやシログワイなどのアイテムもこの方法で処理できます。
肉の厚い部分や、より大きな野菜や果物全体を凍結乾燥することはできません。他の多くの食品と同様に、凍結乾燥によってそれらを保存することは単に経済的ではありません。
製造
プロセス
凍結乾燥処理施設は通常、最新の設備を備えた大規模なプラントです。これは 
食品取り扱いエリアは、米国農務省によって承認されている必要があり、会社とその従業員は遵守する必要があります政府の規制手続きに。プラントには、大量にプラントに到着する生の食品の受け取りおよび保管エリアが含まれる場合があります。加工前に調理しなければならない食品のための食品調理エリア。いくつかの大きな凍結および乾燥チャンバーを備えた広いエリア。とパッケージングエリア。この施設には、食品の凍結乾燥方法を改善する研究領域や、食品の最終的な味、品質、食感を改善するための新しい調理技術を試すテストキッチンも含まれる場合があります。一部の植物は、フリーズドライコーヒーのように1つの製品のみをフリーズドライすることに専念しています。他の人は、さまざまな肉、野菜、果物を処理します。化学薬品や医薬品などの非食品は通常、食品とは別の植物で処理されます。
凍結乾燥プロセスは、温度、時間、圧力、および食品ごとの中間ステップの詳細が異なります。以下は、いくつかの特定の例外を除いて、プロセスの一般的な説明です。
テストと準備
- 1食品は、最初に汚染と純度がチェックされます。果物、肉、およびその他のいくつかの食用食品は、細菌数と腐敗についてテストされます。植物の仕事の多くは、各食品の収穫時期に依存しています。たとえば、1月には、工場はセロリ、オリーブ、レモン、オレンジ、パイナップルを処理します。 7月には、サヤインゲン、エンドウ豆、イチゴなどを処理します。
- 2シーフードや肉などの一部の種類の食品は、凍結乾燥する前に調理する必要があります。それらは通常、すでに小さな断片にカットされて購入されます。事前に調理して冷凍していない場合、これらの食品は大型の工業用サイズのやかんに入れられ、適切に調理されます。果物や野菜は通常、すでにカット、ピット、ピールして購入しています。これらの食品は、水を噴霧して簡単に洗うことができます。エンドウ豆やトウモロコシなどの一部の野菜は、冷凍する前にすぐにやけどをしたり、湯通ししたりします。コーヒーは、淹れたての濃縮液として購入します。コーヒーの香りは消費者にとって重要であるため、少量のコーヒー豆油を液体に加えることができます。水とは異なり、油は乾燥プロセス中に除去されません。
凍結
- 3食品は、車輪付きカートのスロットに20〜30の高さで積み重ねられた平らな金属製のトレイに広げられます。調理済みで冷凍された食品では、取り扱い中の部分的な解凍を防ぐために、トレイは事前に冷却されています。コーヒーのような液体で、事前に淹れたコーヒーは浅い鍋に注がれます。カートは、-40°F（-40°C）までの低温が可能な大きなウォークインコールドルームに運ばれます。この極寒の気温の中で、食べ物はすぐに凍ります。通常、12以上の冷蔵室が稼働しており、カートを乾燥室に移動するときまでカートはそこに保管されます。
乾燥
- 4カートは、冷蔵室から真空乾燥室に運ばれます。コーヒーのような液体の場合、冷凍コーヒーはまず低温グラインダーで小さな粒子に粉砕されます。乾燥室は、端が半楕円形の大きくて長い水平のシリンダーです。一端はヒンジで開閉します。冷凍食品のトレーが中に入ると、チャンバーは閉じられて密閉されます。大規模なプラントでは、いつでも20〜30個の乾燥チャンバーが稼働している可能性があります。
- 5乾燥手順には、昇華と呼ばれるプロセスが含まれます。昇華では、固体材料は液体になることなく状態を気体材料に強制的に変化させます。冷凍食品の場合、冷凍食品に閉じ込められた固い氷の結晶は、液体の水になることなく、強制的に水蒸気に変化します。乾燥室では、これは真空ポンプで空気を排気して圧力を約0.036 psi（0.0025 bar）に下げることによって達成されます。食品の温度は、トレイの底を通る直接伝導、ヒートランプからの放射、またはマイクロ波加熱によって約100°F（38°C）に上昇します。チャンバーから空気を抜くと、圧力は、水が固体、液体、および気体（蒸気）の状態で同時に存在できるしきい値を下回ります。このしきい値は、水の三重点として知られています。圧力がこのポイントを下回ると、熱によって冷凍食品に閉じ込められた氷の結晶が直接水蒸気に変化します。蒸気はチャンバー内で引き出されて凝縮され、食物を残します。乾燥食品は、かつて氷の結晶が存在していたスポンジのような小さな隙間で満たされています。これにより、食品が消費用に準備されたときに水分を再吸収しやすくなるだけでなく、乾燥食品は元のサイズと形状を維持します。この乾燥プロセスの時間はさまざまです。凍結乾燥した液体は準備に約4時間しかかかりませんが、半固形物やスープやスライスした肉などの固形物は12時間以上かかる場合があります。
サイズ設定とブレンド
- 6乾燥した食品を乾燥チャンバーから取り出し、水分含有量と純度をテストします。
- 7一部の食品は、より小さなサイズに粉砕されたり、粉末にされたりする場合があります。他のものは、サイズによってそれらを分離するためにスクリーニングされるかもしれません。顧客の特定の仕様を満たすために、2つ以上の異なる製品をブレンドすることもできます。
パッケージング
- 8フリーズドライ食品は、空気中の水分を吸収しないように、密閉容器に密封する必要があります。いくつかのタイプの容器を使用することができます：プラスチックラミネートホイルポーチ、金属およびプラスチック缶、またはバルク包装用の金属およびファイバードラム。一部の凍結乾燥食品は真空パックされており、密閉する前に空気が容器から排出されます。他の食品は、密閉する前に窒素などの不活性ガスを容器に注入して、空気中の酸素を置換し、食品の酸化や腐敗を防ぎます。包装は、食品が乾燥室から出てくるとほぼ同時に凍結乾燥プラントで行われます。プラントは、エンドユーザーが望む重量にパッケージを形成、充填、および密封することができます。消費者に直接販売されるパッケージは、カートンに梱包され、パレットに積み重ねられ、食料品倉庫に輸送されます。他の凍結乾燥食品はバルクで包装され、他の食品に組み込むために二次加工業者に販売されます。たとえば、凍結乾燥したブルーベリーは、パンケーキとマフィンのミックスを製造する会社に送られる場合があります。
品質管理
各食品には、異なる加工、保管、および再水和の要件があります。いくつかの変数には、冷凍前の生の食品のサイジング、調理または白化の時間と温度、冷凍の速度と最終冷凍温度、真空の適用速度と乾燥中の最終真空圧力、速度と方法が含まれます熱の適用と最終乾燥製品の温度、乾燥後の許容残留水分量、乾燥後の保管温度と雰囲気（真空、窒素など）、および再水和手順。大規模な凍結乾燥施設では、電子マイクロプロセッサがプロセスの各ステップ全体で時間、温度、および圧力を調整します。中央コンピュータがこのデータを収集し、統計的品質管理手法を使用して分析し、後で参照できるように保存します。これにより、消費のために一般に送られる食品は、政府のガイドラインに適合し、バッチごとにわずかに異なるだけの厳密に管理されたプロセスを経ていることが保証されます。コンピューターはまた、植物に流入する生のバルク食品と最終的な凍結乾燥製品の細菌レベルと水分レベルに関するデータを収集します。特別な機器には、コンピューター化されたガスクロマトグラフや酸素分析装置が含まれる場合があります。包装材料でさえ、水蒸気と酸素の透過を防ぐ能力についてテストされています。
未来
フリーズドライされる材料は食品だけではありません。抗生物質やワクチンなどの医薬品は、この方法で保存されることがよくあります。特殊化学品、顔料、セラミック粉末も凍結乾燥を使用して製造されます。現在、さまざまなエアゾールスプレーの凍結乾燥に関する開発作業が行われています。最も興味深い用途の1つは、花を凍結乾燥して花束を作ることです。花束は、再活性化して「新鮮な」花を作る前に、何ヶ月も保存できます。これは、短い季節にのみ咲く花が欲しい人にとって特に有益です。
製造プロセス