Сушка продуктов в пищевой промышленности

Сравнительная характеристика микроволновой и  других видов сушки.

Наше  предприятие предлагает на рынке инфракрасное сушильное оборудование. На сегодняшний день сушильное оборудование, основанное на использовании инфракрасного излучения, представляет собой наиболее перспективное направление в развитии сушильной техники.

Оборудование  сушки поставляется в электрическом  и газовом исполнении и предназначено  для сушки рыбы, мясных изделий, сушки  овощей и фруктов, лекарственного сырья, круп и т.д. в зависимости от требований заказчика.

Как известно, в пищевой промышленности сушка  продуктов (сушка рыбы, сушка овощей и фруктов и т.д.) является технологическим  процессом, при проведении которого должны быть сохранены первоначальные свойства материалов, а в некоторых случаях эти свойства должны быть улучшены. Непосредственное выполнение этой задачи ложится на оборудование сушки.

Область применения сушильного оборудования в  пищевой промышленности весьма обширна. Это и оборудование для сушки мяса и рыбы, оборудование для сушки овощей, оборудование для сушки фруктов, зелени, грибов, ягод, дрожжей, зерна, круп, макарон, отрубей и комбикормов; это и оборудование для сушки сырья фармацевтической промышленности и лекарственных трав; это также и оборудование для сушки и жарки орехов, семечек (очищенных и неочищенных), кукурузных зерен, попкорна и других продуктов; это и оборудование для сушки и производства первых и вторых блюд (каш, пюре, лапши и др.) быстрого приготовления; это и оборудование для сушки и производства закусок к пиву (кальмаров, креветок и др. морепродуктов, мяса, сыра, а также снеков, чипсов, и др.). Это наконец и оборудование для сушки и производства специй, панировочных смесей, начинок и многого другого.

В настоящее время такие продукты, как сушеные овощи и фрукты, сушеные лекарственные травы, сушеная мясная и рыбная продукция изготавливаются производителями несколькими различными (или совмещенными) методами. Самыми распространенными являются следующие виды сушки продуктов:

• Инфракрасная сушка продуктов
• Микроволновая сушка продуктов
• Сублимационная сушка продуктов
• Конвективная сушка продуктов
• Кондуктивная сушка продуктов
• Акустическая сушка продуктов

Наиболее  актуальным и перспективным в  промышленном применении в данный момент является сушильное оборудование осуществляющее сушку продуктов питания с применением инфракрасного излучения. Инфракрасное излучение твердых тел обусловлено возбуждением молекул и атомов тела вследствие их теплового движения. При поглощении инфракрасного излучения облучаемым телом в нем увеличивается тепловое движение атомов и молекул, что вызывает его нагревание. Перенос энергии происходит от тела с большим потенциалом переноса тепла к телу с меньшим потенциалом. Для пищевых продуктов глубина проникновения инфракрасных лучей достигает 6 - 12 мм. На эту глубину проникает небольшая часть энергии излучения, но температура слоя, лежащего на расстоянии 6-7 мм от поверхности материала, растет значительно интенсивнее, чем при нагреве конвективным способом (см. конвективная сушка продуктов). Коротковолновые инфракрасные лучи оказывают более сильное воздействие на пищевые продукты как за счет большой глубины проникновения, так и более эффективного воздействия на молекулярную структуру продуктов.

Инфракрасная  сушка продуктов питания, как технологический процесс, основана на том, что инфракрасное излучение определенной длинны волны активно поглощается водой, содержащейся в продукте, но не поглощается тканью высушиваемого продукта (и материалами, из которых изготовлено оборудование сушки), поэтому удаление влаги возможно при невысокой температуре (40-60 градусов Цельсия), что позволяет практически полностью сохранить витамины, биологически активные вещества, естественный цвет, вкус и аромат подвергающихся сушке продуктов.

Возможная область  применения инфракрасного оборудования для сушки в пищевой промышленности так же обширна. Ифракрасное оборудование применяется для сушки овощей и фруктов, мясного и рыбного  сырья; инфракрасное оборудование может применяться для сушки лекарственного сырья и растений; инфракрасное сушильное оборудование широко применяется для сушки и производства пищевых полуфабрикатов, закусок и готовых блюд, а также продуктов быстрого приготовления. Стоит отметить что широко это оборудование применяется и для сушки непищевых продуктов.

Сушка продуктов инфракрасным излучением по данной технологии позволяет сохранить содержание витаминов и других биологически активных веществ в сухом продукте на уровне 80-90% от исходного сырья. При непродолжительном замачивании (10-20 мин.) обработанный инфракрасными сушильными установками продукт восстанавливает все свои натуральные органолептические, физические и химические свойства и может употребляться в свежем виде или подвергаться любым видам кулинарной обработки. Сушка мяса, рыбы, сушка овощей и фруктов таким способом дает возможность производства разнообразных пищевых концентратов быстрого приготовления: первые, вторые, третьи блюда, закуски, каши, крупы, овощные и фруктовые порошки, которые используются в хлебопекарной, кондитерской промышленности, как компонент сухих смесей детского питания. По сравнению с традиционной сушкой (конвективная, кондуктивная сушка), овощи и фрукты, обработанные инфракрасной сушкой после восстановления обладают вкусовыми качествами, максимально приближенными к свежим. Кроме того, порошки, прошедшие инфракрасную сушку, обладают противовоспалительными, детоксирующими и антиоксидантными свойствами. Применение продуктов, высушенных на инфракрасных сушильных установках, в молочной, кондитерской, хлебопекарной промышленности дает возможность расширить ассортимент пищевой продукции со специфическими вкусовыми свойствами. Инфракрасная сушка дает продукты, не содержащие консервантов и других посторонних веществ, эти продукты не подвергается воздействию вредных электромагнитных полей и излучений. Само инфракрасное излучение, применяемое в сушильном оборудовании безвредно для окружающей среды и человека.

Инфракрасное сушильное  оборудование изготовленное по данной технологии позволяет получать продукт, не критичный к условиям хранения и стойкий к развитию микрофлоры. Благодаря приобретаемым продуктами свойствам значительно вырастают их сроки хранения. Инфракрасные сушильные установки (оборудование для сушки овощей, оборудование для сушки фруктов, оборудование для сушки рыбы, мяса и др.) дают сухопродукты, которые до года могут храниться без специальной тары (при низкой влажности окружающей среды), при этом потери витаминов составляют 5-15%. В герметичной таре сухопродукт может храниться до двух лет. Сушка продуктов дает их уменьшение в объеме в 3-4 раза, а в массе в 4-8 раз по сравнению с исходным сырьем (в зависимости от его вида). Восстановленный путем замачивания в воде сухопродукт может подвергаться любой традиционной кулинарной обработке: варке, жарке, тушению и т.п., а также может употребляться в пищу в сыром или сухом виде.

Однако внимания заслуживают не только свойства получаемых сухопродуктов, но особенности сушильного оборудования, применяемого для сушки пищевых продуктов с помощью инфракрасного излучения и технологических процессов, основанных на этом принципе. С помощью технологии инфракрасной сушки влажных продуктов инфракрасное сушильное оборудование позволяет практически на 100% использовать подведенную к сухопродукту энергию. Поскольку молекулы воды, находящиеся в продукте, поглощают инфракрасные лучи и, возбуждаясь, нагреваются, то есть, в отличие от всех других видов сушки, энергия подводится непосредственно к воде продукта, чем достигается высокое КПД сушильного оборудования, то при таком подводе тепла нет необходимости значительно повышать температуру подвергающегося сушке продукта, и можно вести процесс сушки при температуре 40-60 градусов. Такая сушка продукта дает два преимущества: во-первых, при таких температурах в сушильных установках максимально сохраняется продукт: не рвутся клетки, не убиваются витамины, не карамелизируется сахар; во-вторых, низкие температуры не греют сушильное оборудование, то есть нет потерь тепла через стенки, вентиляцию. В то же время инфракрасное излучение при температуре 40-60 градусов позволяет уничтожить всю микрофлору на поверхности продукта, делая сухопродукт практически стерильным.

Кроме всего перечисленного сушильное оборудование универсально и позволяет перерабатывать любые растительные и животные продукты с получением быстро восстанавливаемых сухих продуктов. Сушильное оборудование изготовленное по данной технологии , применяемое при этом виде сушки продуктов, обладает следующими достоинствами:

• низкое удельное энергопотребление на 1 кг испаренной влаги;
• до 1 кВт.ч/кг (меньше чем у сушильных установок других производителей);
• сушка продуктов производится при низкой температуре - 50-60 градусов Цельсия;
• сушка продуктов производится с высокой скоростью - 30-200 мин;
• простота и надежность сушильных установок, их низкая цена и высокая окупаемость.

Кондуктивный  способ сушки пищевых продуктов  основывается на передаче тепла высушиваемому  продукту путем непосредственного  контакта с нагреваемой поверхностью сушильного оборудования.

Для сушки продуктов  питания этот способ используется не часто. Высокого качества конечного  сухопродукта достичь не удается  вследствие неравномерности влажности  конечного продукта; продукт, контактирующий с нагретой поверхностью в период сушки, пересушивается, что приводит к необратимости процессов восстановления, а из-за высокой температуры (320-340 градусов Цельсия) в камере сушильного оборудования, конечный сухопродукт теряет 30-40% витаминов и биологически активных веществ и становится ломким. Большее применение этот способ сушки находит при сушке пиломатериалов, а также сырья и продукции в текстильной промышленности.

При кондуктивной сушке  продукта тепло сообщается влажному материалу только от греющей поверхности  и передается к открытой поверхности продукта с последующей отдачей его в окружающую среду. Количество тепла, полученное от греющей поверхности, расходуется на испарение влаги на потери тепла лучеиспусканием и конвекцией открытой поверхностью сухопродукта в окружающую среду. Доля этих потерь в общем расходе тепла невелика и составляет максимально 3-5%, что делает сушильное оборудование достаточно эффективным. Однако потребительские качества сухопродуктов и содержание в них исходных веществ делают этот способ сушки продуктов редко используемым.

Сублимационная  сушка продуктов (сублимационная вакуумная  сушка, также известная как лиофилизация или возгонка) - это удаление влаги  из свежезамороженных продуктов  в условиях вакуума.

В настоящее  время этот метод сушки продуктов  является наиболее совершенным, но в  то же время и наиболее дорогостоящим. Этот способ был открыт в начале прошлого века, однако использовался  только для производства довольно ограниченного  количества и ассортимента сухопродуктов для нужд армии и космонавтики.

Принцип сублимационной сушки основан на том физическом факте, что при  значениях атмосферного давления ниже определенного порога - т.н. "тройной  точки" (для чистой воды: 6,1 мбар при 0 градусов Цельсия) вода может находиться только в двух агрегатных состояниях - твердом и газообразном, переход воды в жидкое состояние в таких условиях невозможен. И если парциальное давление водного пара в окружающей среде ниже чем парциальное давление льда, то лед продукции прямо переводится в газообразное состояние минуя жидкую фазу.

Процесс сублимационной сушки продуктов  физически состоит из двух основных этапов (замораживание и сушка  продукта) и этапа досушивания. Первый этап это замораживание продукта при температуре ниже его точки затвердевания. Второй этап - сублимирование, удаление льда или кристаллов растворителя при очень низкой температуре, то есть непосредственно сушка продукта. При этом значительное влияние на качество сухопродукта и на время, требующееся для сушки, имеет этап заморозки. Чем быстрее и глубже замораживается продукт, тем менее крупные кристаллы льда образуются в продукте, тем быстрее они испаряются на втором этапе сушки продукта и тем выше качество получаемого продукта. Так как удаление основной массы влаги из объектов сушки происходит при отрицательных температурах (-20...-30 градусов Цельсия), а их досушивание осуществляется также при щадящем (не выше +40 градусов) температурном режиме, то в результате достигается высокая степень сохранности всех наиболее биологически ценных компонентов исходного сырья.