ผักและผลไม้สดเป็นไปตามฤดูกาลสูงและเก็บรักษาได้ยาก การอบแห้งเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการเก็บรักษาผักและผลไม้ ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอาหารเพื่อการพักผ่อนจากผักและผลไม้ การวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีการอบแห้งก็ยังคงเจาะลึกต่อไป การวิจัยที่เกี่ยวข้องทั้งในและต่างประเทศมุ่งเน้นไปที่เทคโนโลยีการประมวลผลและพารามิเตอร์กระบวนการเป็นหลัก ไดนามิกของการอบแห้ง และคุณภาพของผักและผลไม้แห้ง เทคโนโลยีการประมวลผลพลังงานต่ำถูกนำมาใช้เพื่อเพิ่มการกักเก็บสารอาหารในผักและผลไม้สดให้สูงสุดโดยใช้เวลาทำให้แห้งสั้นที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ และได้รับคุณภาพทางประสาทสัมผัสที่ดีขึ้น
กระบวนการทำแห้งแบบเยือกแข็งของเครื่องทำแห้งเยือกแข็งแบบสุญญากาศดำเนินการในสภาพแวดล้อมแบบสุญญากาศและอุณหภูมิต่ำ ซึ่งจะไม่ทำลายสารที่ไวต่อความร้อน และยังยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ ตลอดจนการเจริญเติบโตและการสืบพันธุ์ของจุลินทรีย์อีกด้วย ดังนั้นจึงสามารถรักษาสี กลิ่น รสชาติ รูปร่าง และส่วนประกอบทางโภชนาการของผักและผลไม้สดได้ดีขึ้น และสามารถเตรียมผลิตภัณฑ์ผักและผลไม้แห้งคุณภาพสูงได้ ดังนั้นผักและผลไม้ฟรีซดรายจึงสามารถตอบสนองความต้องการของผู้บริโภคในด้านโภชนาการ ความอร่อย และสุขภาพของอาหารผักและผลไม้ได้ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากต้นทุนสูง การใช้พลังงานสูง และผลผลิตต่ำ กระบวนการอบแห้งจึงเป็นหนึ่งในกระบวนการทำให้แห้งที่มีราคาแพงที่สุด เพื่อให้บรรลุการผลิตทางอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ จำเป็นต้องเพิ่มประสิทธิภาพหรือนำเทคโนโลยีการอบแห้งแบบผสมผสานที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นมาใช้เพิ่มเติม เพื่อให้ได้คุณภาพสูงและใช้พลังงานต่ำ
จากการศึกษาพบว่า นอกเหนือจากสภาวะการอบแห้ง ประเภทของเครื่องทำแห้ง และคุณลักษณะของวัสดุที่ส่งผลต่อคุณภาพและการใช้พลังงานในการอบแห้งของผักและผลไม้แบบแช่แข็งแล้ว การบำบัดก่อนการทำให้แห้งและสภาวะก่อนการแช่แข็งยังมีบทบาทสำคัญในกระบวนการแช่แข็ง- กระบวนการอบแห้ง นอกจากนี้ เมื่อเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีการอบแห้งแบบเดียว เทคโนโลยีการทำแห้งแบบเยือกแข็งซึ่งเป็นเทคโนโลยีคอมโพสิตของการทำแห้งแบบขั้นตอน ได้รวมข้อดีของการทำแห้งแบบเยือกแข็งและวิธีการทำแห้งแบบอื่นๆ เพื่อให้เกิดความเสริมกัน และมีข้อได้เปรียบที่ดีในด้านคุณภาพการอบแห้ง ต้นทุน และการใช้พลังงาน ดังนั้นจึงดึงดูดความสนใจอย่างกว้างขวางจากนักวิชาการและอุตสาหกรรมทั้งในและต่างประเทศ และมีแนวโน้มการใช้งานในวงกว้าง
ตามกลไกการอบแห้งที่แตกต่างกัน การอบแห้งแบ่งออกเป็น การอบแห้งด้วยลมร้อน การอบแห้งด้วยไมโครเวฟ การอบแห้งแบบสุญญากาศ FD (การทำแห้งแบบเยือกแข็ง) และการอบแห้งแบบอินฟราเรด แม้ว่าต้นทุนการผลิตลมร้อนและไมโครเวฟจะไม่สูงและมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม แต่ก็ส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์เนื่องจากการสูญเสียสารอาหารอย่างรุนแรงและความสม่ำเสมอของความร้อนที่ไม่ดี วิธีการอบแห้งอีกสามวิธีมีข้อได้เปรียบที่ชัดเจนในด้านคุณภาพของผลิตภัณฑ์ แต่เนื่องจากเหตุผลทางเทคนิคหลายประการ เช่น การถ่ายเทความร้อนที่ยากลำบากในการทำให้แห้งแบบสุญญากาศ การใช้พลังงานสูงในการผลิต FD และความสามารถในการเจาะทะลุของการอบแห้งแบบอินฟราเรดที่จำกัด จึงเป็นเรื่องยากที่จะนำไปใช้กับ ขนาดใหญ่ในการปฏิบัติงานด้านการผลิต
เครื่องทำแห้งแช่แข็งแบบสุญญากาศ FD (การทำแห้งแบบเยือกแข็ง) อาศัยกระบวนการคายน้ำแบบระเหิด ภายใต้สภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำที่จำเป็นสำหรับการอบแห้ง สามารถลดการสูญเสียรสชาติและสารประกอบอะโรมาติกให้เหลือน้อยที่สุด สร้างโครงสร้างที่มีรูพรุน และลดการหดตัวของปริมาตร นอกจากนี้เนื่องจากการหยุดปฏิกิริยาของเอนไซม์ส่วนใหญ่จึงรักษาสถานะเริ่มต้นของผักและผลไม้สดไว้และผลิตภัณฑ์ก็มีคุณภาพดี
อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการดำเนินการเพื่อรักษาสถานะอุณหภูมิต่ำ ให้ความร้อนระเหิด และลดความดันรวมของห้องอบแห้ง เครื่องอบแห้งแบบแช่แข็งสุญญากาศ FD (การทำแห้งแบบแช่แข็ง) จึงมีการใช้พลังงานสูงและเทคโนโลยีการผลิตที่มีต้นทุนสูง ดังนั้น การปรับปรุงกระบวนการทำให้แห้งทั้งหมด การปรับปรุงประสิทธิภาพการอบแห้ง และลดการใช้พลังงาน จึงกลายเป็นประเด็นร้อนของการศึกษาจำนวนมาก
เราจะมาพูดถึงการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์และการหาค่าเหมาะที่สุดของกระบวนการทำแห้งของเครื่องทำแห้งแช่แข็งสุญญากาศแบบสั้นๆ กัน
จลนพลศาสตร์ของการอบแห้งมักจะใช้เพื่ออธิบายกลไกการถ่ายเทความร้อนและมวลในกระบวนการทำให้แห้งโดยใช้กล้องจุลทรรศน์และกล้องจุลทรรศน์ ปัจจัยหลายอย่างได้รับผลกระทบจากปัจจัยต่างๆ เช่น วิธีการทำให้แห้ง สภาวะในการทำให้แห้ง และคุณลักษณะของวัสดุ มีความสำคัญอย่างยิ่งในการปรับปรุงการออกแบบอุปกรณ์ เพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการทำให้แห้ง และรักษาคุณภาพและลดการบริโภค การอบแห้งแบบชั้นบางเป็นวิธีการที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการกำหนดแบบจำลองจลน์ศาสตร์ของการอบแห้งผักและผลไม้ ความสัมพันธ์ระหว่างอัตราส่วนความชื้น MR และเวลา t มักใช้เพื่ออธิบายการเปลี่ยนแปลงแบบไดนามิกในกระบวนการทำให้แห้ง ความถูกต้องของแบบจำลองได้รับการตรวจสอบโดยตัวบ่งชี้ทางสถิติ เช่น ค่าสัมประสิทธิ์การกำหนด R2, ไคสแควร์ χ2 และค่าคลาดเคลื่อนกำลังสองเฉลี่ย RMSE สามารถใช้เป็นเครื่องมือสำคัญในการประมาณเส้นโค้งการอบแห้ง ปรับปรุงกระบวนการทำให้แห้ง และใช้พลังงานต่ำ อย่างไรก็ตาม ในการใช้งานจริง ไม่มีแบบจำลองการอบแห้งแบบชั้นบางที่สามารถสรุปไดนามิกของการอบแห้งผักและผลไม้ทั้งหมดได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในแง่ของการปรับปรุงคุณภาพและลดการบริโภค นอกเหนือจากการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการทำให้แห้งโดยการสร้างแบบจำลองจลน์ศาสตร์ของการอบแห้งและการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์การอบแห้ง การวิจัยในปัจจุบันมุ่งเน้นไปที่การควบคุมวิธีการปรับสภาพล่วงหน้า วิธีการแช่แข็งล่วงหน้า และการใช้เทคโนโลยีการอบแห้งแบบผสมผสานเป็นหลัก
