SU977908A1 - Способ конвективной сушки овощных и фруктовых выжимок - Google Patents

Description

() СПОСОГ КОНВЕКТИВНОЙ СУШКИ ОВОЩНЫХ И ФРУКТОВЫХ ВЫЖИМОК

Изобретение относитс  к технологии сушки термолабильных материалов , в частности, выжимок столовой свеклы. При переработке столовой свеклы на сок получаемую при этом выжимку,  вл ющуюс  отходом производства, не подвергали сушке. Между тем выжимка столовой свеклы обладает высокой пищевой ценностью. В ней содержитс  значительное количество углеводов, в частности, до Q% Сахаров, биологически активные вещества. После переработки столовой свеклы на сок в выжимке остаетс  до kQ% крас щих пигментов ( бет анина и бетаксантина), которым присуща высока  биологическа активность. Установлено,.что крас щи пигменты столовой свеклы задерживают развитие рака в организме человека и животных. Присутствие бетанина в пище ребенка, например, стимулирует его рост и способствует лучшему усво ению витамина . Кроме того, бетаНИН , нар ду с такими азотистыми веществами , как глутаминова  кислота, аргинин и аспарагин, участвует в обменных процессах. В столовой свеклы содержатс  белки, состо щие из различных аминокислот, к которьм относ тс  протеин, лизин и др. Из минеральных веществ преобладает железо, которое необходимо дл  питани  людей , больных анемией. Наличие в свекловичной выжимке таких органических кислот, как  блочна  и щавелева , делает ее важным продуктом в диетическом питании.при почечно-каменном заболевании. Все это свидетельствует о том, что выжимку столовой свеклы целесообразно использовать в качестве пищевого красител  и наполнител  дл  различных пищевых производств. Ввиду того, что свекловична  выжимка  вл етс  термолабильным материалом , содержащим органические соединени , т.е. вещества, которые при воздействии повышенных.температур разрушаютс  или значительно измен ютс  с потерей биологической и питатель ной ценности, сушка ее представл ет значительную сложность. Поэтому дл  осуществлени  процесса сушки очень важен выбор рационального способа и оптимальных ре химов с учетом технологических свойств высушиваемого проду $та , чтобы предотвратить возйикновение в нем необратимых процессов. Известен способ сушки виноградных выжимок дл  производства корма. При осуществлении этого способа удаление влаги из предварительно измельченных выжимок провод т при последовательной непрерывной обработке, продукта в три стадии в потоке сушильного агента с пс степенным понижением температуры от первой стадии к последней После третьей стадии выжимки подверга ют двустадииному охлаждению, а перед второй стадией охлаждзнные дроб т до состо ни  муки с получением при этом готового продукта с остаточной влажностью 10-12. Температура сушильного агента на первой стадии 530-Г)60°С, на второй 240-270 С, на третьей 1бО-180 С 1. Указанный способ невозможно исполь зовать дл  сушки свекловичной выжим (ф из-за очень .высокой температуры сушильного агента, котора  приводит к полному разрушению органических соединений , т.е. порче продукта. Известен также способ сушки выжим ки цитрусовых плодов, заключающийс  в том, что сырую выжимку формуют в виде тел цилиндрической или призматической формы , причем во врем  формовани  выжимку прогревают до 80-90 С, затем сушат при температуре теплоносител , не превышающей 10П°С, в течение 50-60 мин до влажности 10-12 при скорости теплоносител  2,5-3,5 м/с досушку выжимки производ т при температуре теплоносител  БОбО С и скорости 1, м/с в течение 25-30,м до конечной влажности 4-6. Влагосодержание теплоносител  в течение все го процесса сушки, поддерживают равным 10-15 г/кг сухого вещества 2. Отрицательной стороной этого способа  вл етс  недостаточна  интенсив ность процесса, привод ща  к увеличе . нию времени сушки, что обуславливает низкую производительность при технической реализации способа, К тому же больша  длительность процесса сушки приводит к разрушению части крас их пигментов и других биологически актионых веществ, что снижает качество готового продукта. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  способ сушки  блочной выжимки, при котором сушку ведут в два этапа гор чим воздухом. Сырую выжимку, отформованную в виде тел цилиндрической или призматической формы диаметром 10 мм, размещают в один слой с шагом 1014 мм на поддоны и обдувают воздухом с температурой 140-170°C в течение 90 мин до влажности 20-30 пер вый этап). На втором этапе температуру воздуха снижают до 95-90с и сушат до конечной влажности k-G%. Скорость движени  воздуха п течение всего про-цесса 1,5-2 м/с СЗЗ. Использование более высокой темпе ратуры воздуха на первом этапе способствует некоторому повышению интенсивности процесса сушки, однако при обдуве не весь высушиваемый материал участвует в теплообмене с гор чим воздухом. Из-за этого длительность сушки приходитс  увеличивать, что приводит к перегреву поверхностных слоев, вследствие чего происходит разрушение части биологически активных веществ и углеводов. Дистанционное расположение высушиваемого материала слоем небольшой толщины не позвол ет достичь высокой удельной производительности. Дл  повышени  производительности необходимо увеличить площадь рабочей поверхности , иными словами, число поддонов и, соответственно, габариты сушильной установки. Это неизбежно должно привести к повышению металлоемкости и потребует больших производственных площадей. Относительно небольша  скорость воздуха также приводит к увеличению длительности процесса сушки и преп тствует повышению производительности. Кроме того, к недостаткам следует отнести и необходимость иметь в наличии специальное оборудование дл  (хэрмовани  вы)химки, что усложн ет линию, работающую по данной технологии. Цель изобретени  - интенсификаци  процесса при сушке столовой свеклы с начальной влажностью 160300% до конечной влажности . Поставленна  цель достигаетс  тем что на первом этапе продувку ведут в течение 10-7.0 мин до влажности 50-60% при скорости воздуха 3,5 м/ а второй этап ведут в течение 1530 мин при температуре воздуха ОО110 (, и скорости 2-3,5 м/с, причем продувку осуществл ют при реверсивно подаче воздуха перпендикул рно слою выжимок толщиной 20-50 мм, Интенсификаци  процесса сушки достигаетс  путем организации реверсив ной подачи сушильного агента (гор чего воздуха) перпендикул рно слою высушиваемого материала, а также в р зультпте более высоких скоростей сушильного агента в процессе сушки. При движении воздуха через слой выжимок упаличиваетс  активна  повер ность контакта материала с сушильным агентом, улучшаютс  услови  подвода тепла, удалени  испарившейс  влаги. ;Как показали экспериментальные иссле довани , процесс сушки выжимок столовой свеклы осуществл етс  в перио е подающей скорости сушки. В периое падающей скорости интенсивность испарени , как известно, с течением времени уменьшаетс , а температура материала возрастает. При односторон ней подаче нагретого воздуха через слой выжимок по мере углублени  зоны испарени  температура поверхности сло  со стороны входа теплоносител  приближаетс  к температуре среды, в то врем  как с противоположной стороны температура материала несколько выше температуры испарени . Поэтому при температуре теплоносител  НО170°С в процессе сушки возможен одно сторонний перегрев материала, который приводит к разрушению крас щих пигментов Сбетанина и бетаксантина ), дру гих биологически активных веществ. Понижение температуры сушильного аген та во избежание перегрева и разрушени  крас щих пигментов уменьшает интенсивность и увеличивает длительност протекани  процесса сушки. При реверсивной схеме движени  гор чего воздуха через слой выжимок обеспечиваетс  более равномерное и быстрое удаление влаги из различных участков сло  с сохранением достаточно высокого Температурного уровн  140-170°С. В этом случае в слое образуютс  две зоны 1испарени , приближающиес  одна к другой с течением времени. Реверсивна  схема подачи сушильного агента исключает перегрев материала: при направлении движени  воздуха снизу вверх происходит интенсивный нагрев нижней части сло , верхн   часть соприкасаетс  с менее нагретым воздухом, так как температура сушильного агента , проход щего через слой, понижаетс . При изменении направлени  движе-ни  воздуха верхн   часть сло  подвергаетс  воздействию более нагретого теплоносител , чем нижн  . Температура выше 170Г, недопустима ввиду разрушени  крас щих пигментов и других (биологически активных веществ. Интенсификации процесса сушки способствует увеличение скорости движени  сушильного агента на первом этапе до 3-,Г м/с. Превышение верхнего предела скорости приводит к уносу отдельных частиц с воздухом. Первый этап заканчиваетс  при влажности 50-60, когда температура в центре сло  и на поверхности становитс  одинаковой, т.е. когда достигаетс  втора  критическа  точка. На втором этапе сушку ведут при температуре сушильного агента 80110°Г , и скорости 2-3,5 м/с в течение 15-30 мин до конечной влажности . Параметры сушильного агента обеспе- чивапт требуемую интенсивность процесса , однако их уровень ниже, чем на первом этапе. Это необходимо, прежде всего, потому, что существует больша  опасность разрушени  крас щих пигментов и других биологически активных веществ, а также дл  того, чтобы избежать карамелизации Сахаров. Исход  из этих соображений недопустимо превышение температуры . При температуре ниже , а также при скорости ниже 2 м/с процесс удалени  влаги протекает недостаточно интенсивно, продолжительность сушки увеличиваетс , что также способствует разрушению части крас щих пигментов и других биологически активных веществ . При скорости более 3,5 м/с на- блюдаетс  унос высушиваемого материала воздухом. Толщину 50 мм сло  выжимок столовой свеклы не следует превышать, так как при большей толщине он становитс  плохо продуваемым и представл ет собой значительное сопротивление на пути движени  теплоносител . Кроме того, при толщине сло  более 50 мм

увеличиваетс  продолжительность сушки , что нецелесообразно ввиду снижени  производительности и возникающих трудностей в реализации способа в непрерывнодействующих конвейерных су- 5 шильных установках. При тол1чине сло  менее 20 мм применение реверсивной подачи сушильного агента нецелесообразно , так как при этом не срабатываетс , теплоноситель , а также не до- 0 стигаетс  необходима  производительность .

Конечные значени  влажности выжимок столовой свеклы в процессе сушки выбраны исход  из следующих сообра- 5 жений. При достижении влажности 5% материал тер ет упругопластичные свойства и превращаетс  в хрупкое телОо При влажности.более 5 при диспергировании материал слипаетс . Вес-20 ти процесс сушки до влажности материала ниже 3 нецелесообразно, вв-иду значительного увеличени  времени cywки дл  достижени  этих значений влажности .25

П р и м е р 1. На экспериментальом стенде, представл ющем собой суильную камеру, столовой свеклы с начальной влажностью 250% зо кладывают слоем толщиной 20 мм. Слой в течение 10 мин продувают со Скоростью k,S м/с равномерным, потоком возуха с температурой 170°С, Направление движени  воздуха.измен етс  черезjj 2 мин. После того, как температура на поверхности и в центре сло , регистрируема  с помощью термопар, ста1новитс  равной (при достижении влажности материала 50), температуру лоносител  уменьшают до 110°С, а скорость до 3.5 м/с. Направление движени  воздуха продолжают измен ть через 2 мин. Процесс сушки на втором этапе ведут 3 течение 15 мин до получени  влажности выжимок 3%.

Пример 2. Способ по примеу 1 повтор ют при толщине сло  30 мм, начальной влажности выжимок 160. Параметры сушильного агента на первом этапе: температура , скорость 3,5 м./с. Продолжительность первого этапа 14 мин. Вла ; ность материала в конце первого этапа 52. Параметры сушильного агента на втором этапе: темпёратура , скорость 2,5 м/с. Конечна  влажность выжимки 5. Общее врем  сушки 3 мин.

Пример 3. Способ по примеру 1 повтор ют при толщине сло  50 м начальной влажности выжимок 3001. Параметры теплоносител  на первом этапе: температура ., скорость 3 м/с. Продолжительность первого этапа 18 мин. Влажность материала после первого этапа сушки 60. Параметры сушильного агента на втором этапе: iтемпература 80°С, скорость 2 м/с. Конечна  влажность выжимок 5°о. Общее врем  сушки 50 мин.

В высушенных вы ; имках столовой свеклы (во всех трех примерах) практически полностью сохранены все биологически активные вещества (в том числе крас щие пигменты), углеводы.

Интенсификаци  процесса позвол ет сократить врем  сушки с 2 ч до 3550 мин и увеличить толщину сло  высушиваемого продукта до 20 50 мм, в результате чего производительность возрастает в 3,55 раза.

Внедрение предлагаемого способа позволит организовать безотходную технологию переработки столовой свеклы , обеспечивающую наиболее рационалное использование исходного сырь , и при этом получить новый пищевой продукт , содержащий углеводы, крас щие пигменты, другие биологически активные вещества.

Claims (1)

1. Авторское свидетельство СССР 3. Авторское свидетельство СССР W , кл. F 26 В 3/Of), 1968. № 759079, кл. F 26 В 3/06, 1978.