A Study of the Freeze-Drying Process for Probiotics in Yogurt Produced from a Typical Household Freeze Dryer การศึกษากระบวนการอบแห้งโพรไบโอติกในโยเกิร์ตโดยใช้เครื่องอบแห้งด้วยการแช่แข็งสำหรับใช้ในครัวเรือน

Abstract

การอบแห้งด้วยการแช่แข็งเป็นกระบวนการลดความชื้นในผลิตภัณฑ์ลงโดยกระบวนการเธอร์โมไดนามิกส์ที่ทำให้น้ำหรือสารละลายในอาหารถูกแช่แข็งแล้วทำให้ระเหิด ผลผลิตจากการการอบแห้งด้วยการแช่แข็งยังคงมีคุณภาพที่สูงเนื่องจากสามารถลดการเสื่อมสภาพและปฏิกิริยาทางจุลชีววิทยาของผลิตภัณฑ์ได้ดีกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับผลผลิตที่ได้จากการอบแห้งด้วยเทคโนโลยีแบบอื่น ในการศึกษานี้เป็นการศึกษากระบวนการอบแห้งแบบแช่แข็งของโพรไบโอติกจากโยเกิร์ตในกระบวนการต่อเนื่องในเครื่องอบแห้งแบบแช่แข็งขนาดครัวเรือนที่การออกแบบและสร้างขึ้นสำหรับการแช่แข็งและอบแห้งในภาวะสุญญากาศ ใช้สารทำความเย็น R-410A เป็นสารทำความเย็นในกระบวนการทำความเย็นเพื่อแช่แข็ง มีวิสัยสามารถทำความเย็น 3 kW ในกระบวนการอบแห้ง โพรไบโอติกจากโยเกิร์ตมีอุณหภูมิกับดักความเย็น -40°C และอุณหภูมิผลิตภัณฑ์แช่แข็ง -20°C ในการทดลองได้วัตถุดิบโพรไบโอติกเหลวจากโยเกิร์ต 3000 g มาจัดวางบนถาดขนาด 250 mm × 400 mm × 20 mm จำนวน 6 ถาด บรรจุในห้องอบแห้งแบบแช่แข็ง ทำการวัดค่าอุณหภูมิ ความดัน วิเคราะห์วัฏจักรการทำความเย็น หาค่าสัมประสิทธิ์สมรรถนะทำความเย็น หาระยะเวลาในการแช่แข็งและเวลาในการแห้ง อัตราการอบแห้ง และค่าพลังงานไฟฟ้า รวมทั้งตรวจสอบเชื้อจุลินทรีย์จากการทดลองเพื่อพิจารณาผลของการรักษาคุณภาพของโพรไบโอติกก่อนและหลังการอบแห้งแบบแช่แข็งซึ่งพบว่าเชื้อจุลินทรีย์โพรไบโอติกหลังการอบแห้งแบบแช่แข็งยังคงมีมากเพียงพอต่อการบริโภคเพื่อด้านประโยชน์ต่อร่างกายมนุษย์

The freeze-drying process is a method to reduce moisture in products through a thermodynamics stage that involves freezing the water or solution in food, followed by sublimation. This process results in high-quality products as it effectively minimizes degradation and microbiological reactions compared to other drying technologies. The study focuses on the freeze-drying process of probiotics from yogurt in a continuous operation using an in-house, household-scale, freeze-dryer designed for vacuum freeze-drying. The refrigerant used is R-410A, with a cooling capacity of 3 kW, achieving a condenser temperature of -40°C and a product temperature of -20°C. In the experiment, 3000 g of liquid probiotic from yogurt was spread across six trays measuring 250 mm × 400 mm × 20 mm and dried in the freeze dryer. The study measured temperature, pressure, analyzed the refrigeration cycle, determined the coefficient of performance for cooling, freezing and drying times, drying rates, and electrical energy consumption. It also examined the microbiological content to assess the effect of freeze-drying on probiotic quality before and after drying. It found that the probiotic microorganisms remained sufficiently abundant post-drying for consumption with health benefits.