Freeze Dryer: cos’è, come funziona e a cosa serve

Il Freeze Dryer, in italiano conosciuto con il nome di liofilizzatore, è un dispositivo per l'essiccamento di sostanze organiche che permette di eliminare l'acqua e l'umidità residua al suo interno senza intaccarne le proprietà chimico-fisiche ed è impiegato soprattutto dall'industria farmaceutica e da quella alimentare per prolungare la durata di conservazione dei prodotti mantenendone intatta la qualità. I primi esempi di liofilizzazione del cibo risalgono alle civiltà precolombiane degli Inca, una popolazione che è vissuta tra il XII e il XVI secolo d.C sull'altopiano andino; proprio sulle cime delle Ande venivano conservati i cibi che grazie alle basse temperature si congelavano e l'acqua residua evaporava lentamente per via della bassa pressione tipica delle vette di montagna. L'invenzione del Freeze Dryer è attribuita al biofisico e fisiologo francese Arsène d'Arsonval ma in realtà il primo liofilizzatore che per essiccare impiegava la tecnica della sublimazione, simile a quelli moderni, è stato costruito da Leon Shackell nel 1909.

Nell'industria della cannabis, il Freeze Dryer è utilizzato soprattutto per essiccare estrazioni come il water hash e in misura minore anche estratti tipo hash sieved, sebbene ultimamente molti growers lo impiegano anche per essiccare e curare le infiorescenze di marijuana. L'impiego del Freeze Dryer garantisce tempi rapidissimi per l'essiccamento e allo stesso tempo preserva le qualità organolettiche, l'aspetto estetico e il contenuto di cannabinoidi dei prodotti elaborati. Il processo di liofilizzazione si divide in tre fasi:

1. congelamento rapido del materiale posto all'interno della camera del Freeze Dryer, ad una temperatura di -40°C

2. sublimazione del ghiaccio, dallo stato solido allo stato gassoso, agevolata dalla pressione ridotta all'interno della camera sottovuoto

3. desorbimento o essiccamento secondario, necessario per rimuovere le molecole d'acqua residue, avviene innalzando leggermente la temperatura all'interno della camera del Freeze Dryer e diminuendo la pressione per agevolare l'evaporazione dell'acqua.

Il congelamento rapido dell'acqua consente la formazione di cristalli di ghiaccio di piccolissime dimensioni, in questo modo la struttura del materiale inserito all'interno del Freeze Dryer rimane inalterata, inoltre a temperature bassissime l'attività enzimatica di degradazione del materiale è nulla, preservandone forma ed aspetto. Il processo di sublimazione impiegato per eliminare l'acqua contenuta nei campioni è un metodo abbastanza efficace e garantisce una perdita ridottissima dei terpeni grazie alle basse temperature e al sottovuoto all'interno della camera del Freeze Dryer. Durante la terza fase, l'umidità residua nel materiale viene portata da circa il 10% al 1%. Tra i vari metodi di essiccamento, l'impiego del Freeze Dryer sicuramente è quello che preserva maggiormente le caratteristiche organolettiche e il contenuto di cannabinoidi del prodotto finale, infatti quando l'essiccamento delle infiorescenze o degli estratti di cannabis viene realizzato in maniera tradizionale, come ad esempio all'interno di una Dry Room, molti terpeni evaporano via e il profilo dei cannabinoidi risulta alterato. L'evaporazione dei terpeni avviene a causa della loro alta volatilità a temperatura ambiente mentre la presenza di luce e ossigeno innesca un processo di ossidazione del materiale, sia per quanto riguarda le infiorescenze di marijuana che per i relativi estratti, alterandone il contenuto di cannabinoidi insieme alla forma e all'aspetto estetico. Il THC nella sua forma naturale si presenta sotto forma di acido carbossilico, il THC-A, durante i processi di degradazione questa molecola si trasforma in Cannabinolo, o CBN, un cannabinoide caratterizzato da un effetto soporifero. Un altro fattore di degradazione della marijuana sono le contaminazioni microbiche insieme al pericolo di proliferazione di malattie fungine come la botrytis che genera marciume compromettendo totalmente il prodotto finale. L'impiego di un liofilizzatore rispetto ai metodi di essiccazione tradizionali scongiura questi problemi. Come già accennato, il Freeze Dryer è impiegato sopratutto per essiccare il water hash, risulta in particolar modo utile quando si eseguono estrazioni live resin tipo WPFF, acronimo di Whole Plant Fresh Frozen, difficili da gestire a causa della consistenza a dir poco viscosa della resina, molto simile ad una colla a presa rapida. Il Freeze Dryer elimina il problema poiché la resina ancora impregnata d'acqua viene spostata dalle sacche del water hash direttamente nei vassoi posti all'interno del liofilizzatore. La resina una volta trattata con il Freeze Dryer è completamente asciutta e facile da maneggiare, le sue caratteristiche rimangono intatte e preservate dai processi di degradazione. Negli ultimi tempi molti growers hanno iniziato ad impiegare il Freeze Dryer anche per l'essiccamento massivo dei fiori di marijuana e per la loro cura finale. Questa soluzione viene proposta come alternativa ai tradizionali metodi di essiccamento che occupano grandi aree, hanno bisogno di controlli continui dei parametri climatici e di lungo tempo per terminare il processo, almeno due o tre settimane, con il forte rischio che si sviluppino muffe letali che potrebbero compromettere il raccolto finale. I fiori essiccati con l'ausilio del Freeze Dryer mantengono forma, dimensione, profilo terpenico e contenuto di cannabinoidi inalterato, tale e quale ad una pianta ancora viva. I tempi di essiccamento sono ridotti a circa 16-24 ore e alcune aziende sostengono di ottenere delle infiorescenze di marijuana già curate e pronte per essere consumate. Su questo aspetto vorrei esprimere dei dubbi, a mio parere sia il water hash che le infiorescenze essiccate con il Freeze Dryer hanno sempre bisogno di un ulteriore cura, o concia, per completare la maturazione ed esprimere appieno il loro potenziale. La marijuana consumata prontamente ha un sapore amaro simile all'erba fresca. Bisogna tenere in considerazione che le infiorescenze di cannabis non si possono essiccare con una Freeze Dryer standard, oltre ad avere delle dimensioni non adatte a questo scopo, è necessario un modello che permetta il controllo dell'umidità altrimenti un'essiccazione eccessiva rende le infiorescenze fragilissime al tatto e ne compromette le proprietà organolettiche. Sebbene i liofilizzatori domestici hanno delle impostazioni di default adatte alla maggior parte delle sostanze processate e permettono di realizzare tranquillamente il lavoro, la programmazione di alcuni parametri può migliorare notevolmente il risultato finale. La durata della fase di congelamento è uno degli aspetti più importanti per non compromettere il materiale, alcuni growers sostengono che deve essere di circa 8-10 ore. La temperatura dei ripiani, detta Shelf Temperature, è molto importante impostarla ad un massimo di 8°C, in questo modo il materiale processato non verrà degradato da un calore eccessivo. Un ulteriore parametro da considerare è il tempo di essiccamento finale, ovvero la terza fase; questo parametro varia in relazione alla quantità di materiale contenuto nel Freeze Dryer e alla qualità della resina processata. Ad esempio una resina più oleosa ha bisogno di un tempo di essiccamento maggiore rispetto ad una resina più secca. Attenzione a questa impostazione perché se la terza fase risultasse troppo lunga finirebbe per danneggiare il prodotto finale. Nonostante il grande inconveniente di un liofilizzatore sia il suo costo, non proprio alla portata di tutti, questo problema viene risolto dalla qualità dei prodotti ottenuti con il Freeze Dryer che acquisiscono un valore aggiunto. Chi è che non vorrebbe assaporare della frutta fresca ogni giorno dell'anno?

Questo articolo è tratto dal numero 6/2022 della Rivista cartacea Soft Secrets.

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