Сравнительный анализ сушильных установок различного типа действия

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Пищевое сырье так или иначе содержит определенное количество влаги. Для того, чтобы повысить сроки хранения, уменьшить объемы или улучшить органолептические качества выпускаемой продукции необходимо удалить влагу из продукта. Для достижения этой цели практически все технологи пищевого производства включают в себя обезвоживание [1].

В зависимости от применяемого способа устройства для удаления влаги можно классифицировать по следующим признакам:

- естественные;

- конвективные;

- контактные;

- сублимационные.

- распылительные;

- инфракрасные (радиационные);

- СВЧ-сушилки;

- ТВЧ-сушилки;

Выбор определенного метода напрямую зависит от физических и химических свойств сырья, а также качеств конечной продукции также немаловажную роль играет и экономичность самого процесса [2].

Одними из эффективных и наиболее часто используемых на пищевом производстве являются следующие методы - конвекционная, микроволновая и сублимационная сушка. Каждый из этих методов обладает своими положительными и отрицательными сторонами, которые будут рассмотрены в данной статье.

Конвекционная сушка - наиболее распространенный способ высушивания продуктов в пищевой промышленности. Принцип метода заключается в прямом контакте сушильного агента, нагретого до максимально допустимой температуры, с высушиваемым материалом. В конвективной сушилке процесс обезвоживания осуществляется в специальной камере (коридоре, барабане, тоннеле) при непрерывной подаче продукта и переворачивании продукта механическим путем специальными устройствами (либо под действием гравитации) (рисунок 1). Скорость сушки прямо пропорциональна площади и обратно пропорциональна толщине слоя продукта.

К достоинствам данного метода относятся:

- простота конструкций;

- возможность сушки продуктов в больших объемах;

- равномерное распределение сушильного агента по площади продукта [3].

Недостатками конвективной сушки являются:

- невозможность многократного использования сушильного агента;

- метод нагрева теплоносителя зачастую является не экологичным;

- сложность поддержания оптимальной температуры сушки продукта без ухудшения его свойств;

- высокая энергоемкость процесса.

Рисунок 1 - Конвективная туннельная сушилка: 1 - двери; 2 - газоход; 3 - вентилятор; 4 - калорифер; 5 - корпус; 6 - тележки с материалом

На рисунке 2 представлена принципиальная схема работы микроволновой печи (СВЧ). При помощи данного аппарата происходит сушка различного вида сырья такого, как рыба, мясо, зерновые культуры, фрукты и овощи. Так же можно улучшить состояние комбикорма или извлечь органические соединения из растительного сырья. Кроме того, микроволновые технологии можно использовать для плавной дефростации продуктов питания и даже производства пищевых красителей [4].

Рисунок 2 - Принципиальная схема СВЧ-сушилки

Микроволновые сушилки основаны на методе воздействия на исходный продукт электромагнитным полем с диапазоном высоких частот (СВЧ). При данном способе молекулы воды совершают колебательные движения по электрическим линиям, в следствии чего возникает большое количество тепловой энергии. Чем больше влаги в продукте, тем больше теплоты вырабатывается при воздействии электромагнитного поля. При нагревании происходит повышение давления внутри продукта, что приводит к выдавливанию влаги к поверхности, так же в процессе высушивания выравнивается влажность во всем объеме сырья. Во время удаления влаги из продукта, процесс не замедляется [5].

К преимуществам данного метода сушки можно отнести:

- простота конструкции;

- низкая стоимость;

- низкие температуры высушивания;

- выравнивание влажность во всем продукте;

- сохранение большего количества полезных веществ;

- экологичность и безопасность.

При всех преимуществах данного процесса существует главная проблема сушки - денатурация белка. Денатурация белка - разрушение структуры белка. Большинство белков денатурирует при температуре от 50-60°С, что сильно сказывается на состоянии конечного продукта и его пищевых качествах.

Ваккум-сублимационная сушка или лиофилизация - процесс удаления влаги из замороженных продуктов и последующего перехода льда из твердого в газообразное минуя жидкое (рисунок 3). Данный процесс является самым совершенным из всех видов обезвоживания. Применяется при производстве продуктов питания, лекарств и биологических добавок.

Рисунок 3 - Принципиальная схема вакуум-сублимационных аппаратов. 1 - вакуумный шкаф; 2 - компрессор; 3 - вакуумный насос; 4 - противни; 5 - конденсатор; 6 - испаритель; 7 - поддон для жидкости; 8 - низкозамерзающий раствор; 9 - вывод жидкости из конденсатора

Во время сублимационной сушки необходимо выработать достаточное количество энергии для теплового фазового превращения. Передача теплоты усложняется физическими и химическими свойствами. Образовавшийся слой высушенного продукта мешает, как парообразованию для продолжения процесса, так и дальнейшей передаче теплоты.

Перед началом процесса сырье обрабатывают, согласно его специфике, измельчают, вводят добавки и замораживают. Заморозка продукта является первым и важным этапом технологического процесса. В зависимости от скорости, с которой сырье достигнет необходимой температуры заморозки и будут определены качественные параметры конечного продукта. Так при быстрой заморозке кристаллы льда получаются мелкими и не вредят структуре сырья, а при медленной образуются крупные кристаллы льда, которые могут порвать ткани и перераспределить внутренние компоненты. Заморозку продуктов следует организовать так, чтобы продукт не начал оттаивать до сублимации [6].

При подборе сырья обращают внимание на следующие основные показатели:

- биологическая ценность;

- органолептические показатели;

- максимальная степень сохранение основных компонентов и структуры;

- форму и размер;

- низкий уровень окисления липидов.

Саму сублимацию производят в специальных вакуумных камерах. На выходе можно достичь влажности продукта менее 10%. Температура нагрева продукта во время сушки и последующее время для окончательной досушки выбирается исключительно, опираясь на физико-химические свойства исходного сырья. При температурах от -10°С до -30°С можно получить высокое качество конечного продукта.

Основными условиями проведения вакуум-сублимационной сушки является:

- наличие влаги не менее 60% в твердом состоянии;

- сохранение достаточной разницы давлений в камере и окружающей среде.

Преимущества данного вида обезвоживания:

- данный вид продукции может хранится долгое время при положительных температурах;

- уменьшение объема и массы конечного продукта;

- улучшение реализации продукции в связи с увеличение сроков хранения;

- органолептические качества практически не изменяются.

Из основных недостатков данного процесса можно выделить высокую абсорбцию из-за пористой структуры. Обезвоженные продукты активно поглощают кислород и влагу, что приводит к потемнению и ухудшению качества. Поэтому готовую продукцию упаковывают в вакуумную тару в помещениях с регулируемой влажность.

Таким образом выявлены существенные преимущества сублимационной сушки по сравнению с конвекционными и СВЧ-сушилками, заключающиеся в сохранении исходной структуры продукта, и, следовательно, возможности сушки термолабильных продуктов (исключена денатурация) благодаря тому, что процесс происходит под вакуумом, отсутствует опасность окисления нестабильных веществ и вспенивания при сушке, относительно полное сохранение органолептических качеств продукта. Для восстановления первоначальных свойств сублимированного продукта достаточно поместить его в воду. Для обезвоженных продуктов, полученных под действием микроволновых волн, либо конвекции, такая возможность исключена. Проведенное сравнение показывает, что вакуум-сублимационные сушилки способны выпускать продукты лучшего качества чем микроволновые печи или конвекционные сушилки.

Список использованной литературы

сублимационный сушка вакуум

1. Гнездилова А.И. Процессы и аппараты пищевых производств. - М.: Юрайт, 2018. - 270 с.

2. Ким Г.Н. Процессы и аппараты пищевых производств. / Г.Н. Ким, С.Д. Угрюмова. - Владивосток: Дальрыбвтуз, 2010. - 482 с.

3. Гинзбург А.С. Сушка пищевых продуктов. М.: Пищевая промышленность, 1973. - 528 с.

4. Плаксин Ю.М. Процессы и аппараты пищевых производств. / Ю.М. Плаксин, Н.Н. Малахов, В.А. Ларин. - М.: Колос, 2008. - 759 с.

5. ГОСТ Р МЭК 60705-2011. Печи микроволновые бытовые. Методы измерения функциональных характеристик. - М.: Стандартинформ, 2012. - 20 с.

6. Камовников Б.П. Вакуум-сублимационная сушка пищевых продуктов. / Б.П. Камовников, Л.С. Малков, В.А. Воскобойников. - М.: Агропромиздат, 1985. - 288 с.

Размещено на Allbest.ru