Frysetørring

Frysetørring er en tørkeprosess (matkonserveringsmetode) som brukes for å gjøre lite holdbare matvarer mer holdbare og egnet for lagring og transport. Siden mye av vekta fjernes er frysetørring egnet for å ha med seg mat ved bæring til et sted vann er lett tilgjengelig som ved turmat. Frysetørring har blitt mye brukt for proviant ved romfartsekspedisjoner.

Frysetørring utføres ved å fryse maten og deretter fjerne isen, ved at den går direkte over til vanndamp ved sublimering. Dette oppnås gjennom nedkjøling og ved lavt trykk og passe tilførsel av varme.

Den fullstendige frysetørringsprosessen skilles fra hverandre i tre faser:

innfrysing
første tørkefase
andre tørkefase

Innfrysing

I industriskala gjøres frysingen i en egen frysetørremaskin. I mindre skala i laboratoriet kan det gjøres med flytende nitrogen eller tørris. Det er viktig at frysingen skjer til nedenfor temperaturen som er den laveste som bestanddelene i maten kan ha som væskeform. Da unngår man at maten smelter før vannet fordamper.

Det kan være ønskelig at det dannes store iskrystaller under innfrysingen. De vil danne seg ved langsom innfrysing. Dersom maten inneholder tidligere levende cellemateriale som kjøtt og grønnsaker vil iskrystallene ødelegge celleveggene, som dermed gjør raskere innfrysing ønskelig. Frysingen er den fasen i prosessen som lettest ødelegger resultatet om det ikke gjøres på best mulig måte.

Pulverkaffe kan produseres ved frysetørring, men det er betydelig billigere om deler av tørkingen skjer som vanlig tørking.

Større gjenstander kan det ta flere måneder å frysetørre. Innen arkeologi og museumsvirksomhet vil enkelte gjenstander bevares best ved frysetørring.

Første tørkefase

I denne fasen senkes trykket til noen få milliBar/hektoPascal. Det tilføres nok varme til at isen sublimerer, det vil si at isen går over fra fast stoff til vanndamp. I denne prosessen fjernes 95% av isen. Den kan vare mange dager. Det er viktig at tilført varme for å tilføre sublimeringsvarmen ikke varmer maten for mye siden slik oppvarming ødelegger matens struktur.

I denne fasen kontrolleres trykket til et lavt nivå. Vanndampen kan bidra til å øke trykket. Vanndampen sublimerer igjen til is på kondenseringsplater/radiatorer som blir dekket av is. Det er viktig at is som oppstår ikke legger seg i apparatets vakuumpumper. Vanlig temperatur på kondensatorplater er −50 °C (−60 °F).

I denne prosessen er det så lavt trykk at varmeforflytting ikke skjer ved konveksjon(gasstrømning), men det skjer ved varmestråling i nesten gasstomt rom, og som varmeledning i fast stoff.

Andre tørkefase

I den andre tørkefasen skal vannmolekyler fjernes som er sterkere bundet til andre bestanddeler i maten. Selve isen er fjernet i første tørkefase. Temperaturen holdes en del høyere enn i den første fasen, og trykket er enda lavere, ned under en hektoPascal. Vanninnholdet på slutten av prosessen er 1-4%, noe som er ekstremt lavt.

På slutten av tørkefasen tilføres gass som ikke reagerer med maten, for eksempel nitrogen eller edelgasser, før produktet pakkes i gasstett emballasje.

Frysetørrede matvarer med god emballasje kan lagres ved romtemperatur i flere år spesielt fordi det lave vanninnholdet hindrer oppvekst av mikroorganismer som bakterier og sopp. Enzymene i maten som kan skade maten vil ikke fungere uten vann. Dermed er de viktigste prosessene som gjør maten lite holdbar eliminert.

Frysetørring er mindre skadelig for maten enn vanlig tørking. Skrumping av maten og øket hardhet er mindre vanlig ved frysetørring. Det er enkelte stoffer i maten med lav kokepunkttemperatur som blir fjernet ved frysetørring. Dette gjelder alkohol, eddik og en del smak og luktstoffer. Frysetørring etterlater porer der isen er forsvunnet ved sublimering. Disse porene gjør det raskt å tilføre vann og få maten tilbake i normal form.

En del stoffer virker beskyttende på mat som frysetørres. Dette gjelder en del sukkertyper og større alkoholmolekyler. Dette har en parallell til salting, som er en mye brukt konserveringsmetode for mat.

Frysetørring er en relativt kostbar prosess, noe som gjør metoden uaktuell for en del anvendelser. Det kompliserer også at prosessen er tidkrevende.

Frysetørring er velegnet til å konservere mat, kjemiske- og noen andre stoffer som ikke tåler oppvarming. Dette gjelder også blodplasma, enkelte bakteriekulturer og ensymer.
Frysetørring brukes også i farmasøytisk industri, for å gjøre medikamenter mer holdbare. Ved preparering av døde dyr kan deler av det frysetørres for å bedre resultat.
I laboratorier og industri kan frysetørring brukes for å skille en del faste stoffer eller konsentrere oppløsninger ved å fjerne løsemidler eller vann.
Frysetørring har blitt brukt til å reparere bøker med vannskade. Resultatet er sterkt avhengig av kvalitet på papir og trykk. Bøker blir raskt ødelagt av sopp om de er våte, noe frysetørring hindrer.
Det er funnet mumifiserte lik i høyfjellene (blant annet i Alpene og Andesfjellene) som er bevart på grunn av lavt trykk og relativt lave temperaturer, en form for naturlig frysetørring.