Bij vriesdrogen denk je misschien automatisch aan astronautenvoer, instant soepjes en oploskoffie. Maar deze bijzondere droogtechniek kent ook heel wat andere toepassingen. Denk maar aan het bewaren van gedroogde vruchten of het compact maken van natuurlijke stoffen voor voedingssupplementen. Hét codewoord is sublimatie, een proces dat heel wat voordelen blijkt te bieden. Klaar voor een korte opfrissing van de lessen fysica?
Gaat een stof over van vloeibare naar gasvorm, dan verdampt ze. Gaat ze over van vloeibare naar vaste vorm, dan stolt ze. Gaat ze rechtstreeks over van vaste vorm naar gasvorm, dan sublimeert ze. Zoemen we even in op het sublimatieproces, dan zien we dat dit plaatsvindt wanneer een molecule genoeg kracht verzamelt om los te breken van de haar omringende moleculen, maar door de omstandigheden niet kan overgaan in een vloeistof. Meer concreet: water zal sublimeren van vaste vorm – ijs – naar gasvorm – stoom – als de moleculen genoeg energie hebben om zich los te wrikken, maar door een bepaalde luchtdruk en temperatuur niet de kans krijgen om vloeibaar te worden. Welke vorm een substantie aanneemt – vast, vloeibaar of gas – wordt immers bepaald door temperatuur, luchtdruk en de interactie tussen beide. Tot zover een korte flashback naar de lessen fysica.
Vriesdrogen als bewaartechniek
Substanties aan de lucht laten drogen is de meest gekende droogtechniek. Vriesdrogen is minder algemeen bekend. En toch wordt ook deze techniek al eeuwenlang gebruikt. Zo zouden de Inca’s uit Peru de bevroren bergtoppen in de Andes gebruikt hebben om hun voeding op een natuurlijke manier te vriesdrogen. De extreem koude temperatuur en de lage luchtdruk op deze hoge hoogtes boden immers de perfecte omstandigheden om hun voedsel lange tijd te kunnen bewaren zonder risico op kwaliteitsverlies of verrotting.
Vandaag gebeurt vriesdrogen industrieel en wordt de techniek in heel wat sectoren gebruikt. De meest gekende toepassingen zijn voor het conserveren van levensmiddelen als gedroogde vruchten, en het produceren van oplosdrankjes, voedingssupplementen en geneesmiddelen. Voor wielrenners, bergbeklimmers en andere duursporters is de techniek zeer handig. Hij maakt het immers mogelijk om levensmiddelen sterk te verlagen in gewicht en ze ook aanzienlijk langer te bewaren. Zo kunnen ze meer voedsel met zich meenemen, dat ze, louter door wat water toe te voegen, weer in zijn oorspronkelijke vorm kunnen herstellen. Maar ook bij het restaureren van materialen die door waterschade zijn getroffen, wordt de methode dankbaar ingezet. En wat dacht je van het bewaren van bruidsboeketten voor romantici?
Warm en koud vriesdrogen
Vriesdrogen bestaat in twee varianten: je kan zowel koud als warm vriesdrogen. Bij de eerste methode wordt gewerkt met een hele lage temperatuur (- 40 °C tot – 80 °C) en is het vrij makkelijk om tot sublimatie te komen. De tweede manier is een ingewikkelder proces. Daarbij wordt het mengsel eerst ingevroren onder normale omstandigheden. Vervolgens wordt het in een omgeving geplaatst met een hele lage druk (0,133 Pa) waarbij de temperatuur continu onder het vriespunt gehouden wordt, waardoor het water uit het mengsel sublimeert. Dat gesublimeerde water de-sublimeert dan op een koude condensator in dezelfde ruimte. Wat uiteindelijk overblijft, is de vaste stof in poedervorm. Deze procedure is vergelijkbaar met vacuümdrogen, maar dan wel bij lagere temperaturen. Producenten die kwaliteit hoog in het vaandel dragen, verkiezen doorgaans de tweede (duurdere) manier, omdat die kwaliteitsverlies vermijdt.
Voor- en nadelen
Elke bewaartechniek heeft zo zijn voor- en nadelen. Het nadeel van vriesdrogen is dat het proces voor veel doeleinden relatief duur en is in vergelijking met andere bewaarmethoden zoals vacuüm verpakken, vooral ook omdat het proces langer duurt en meer energie vraagt. Wel staan daar een aantal belangrijke voordelen tegenover. Zo blijft bij het vriesdrogen van voedingsmiddelen de smaak beter bewaard, nemen zowel het volume als het gewicht flink af en wordt de houdbaarheid aanzienlijk langer. Gevriesdroogde substanties – die goed zijn afgesloten om te beletten dat ze opnieuw vocht uit de lucht opnemen – kunnen jarenlang op kamertemperatuur bewaard worden zonder te bederven. Een ander voordeel is dat micro-organismen zoals bacteriën en parasieten niet kunnen leven in een te droge omgeving. Bovendien brengt vriesdrogen ook minder schade toe aan de structuur van een substantie dan bij andere dehydratatiemethodes het geval is. Studies hebben aangetoond dat de vitaminen, enzymen, vluchtige bestanddelen en werkzame bestanddelen in planten bij een klassieke verpulvering vernietigd worden door warmte en oxidatie. Bij vriesdrogen is dit niet zo. Daar wordt de activiteit van de verse plant immers bewaard en blijft dus ook de natuurlijke synergie van alle bestanddelen in de plant optimaal bewaard, wat een grotere kwaliteit en doeltreffendheid garandeert.
Lien Van Laere