2.4. Сушка плодов и овощей

При сушке из плодов и овощей удаляется большая часть содержащейся в них влаги. Концентрация клеточного сока и, следовательно, его осмотическое давление увеличивается во много раз. В результате этого развитие микроорганизмов становится невозможным. Биохимические процессы также прекращаются, так как ферменты инактивированы. Продукт становится законсервированным, если содержание влаги довести в овощах до уровня 12…14 %, а в плодах – 15…20 %. Однако сушка – это не просто физическое удаление влаги из продукта. При сушке происходят сложные физико-химические изменения, от которых зависит качество готового продукта. В сушёных продуктах изменяется химический состав, происходят потери витаминов, ухудшаются органолептические показатели. Однако современные технологии сушки дают возможность получить продукт, почти полностью восстанавливающий свойства свежего.

Влага, содержащаяся в плодах и овощах, связана с тканями по-разному. В крупных межклетниках она свободная, удерживается слабо и испаряется при сушке со скоростью, близкой к испарению со свободной поверхности. Влага в мелких капиллярах (гигроскопическая) удаляется труднее, так как удерживается за счёт адсорбирующей способности продукта. Химически связанная (структурная) вода входит в состав молекул и при сушке не удаляется.

В первый период по мере нагревания продукта скорость сушки увеличивается, происходит испарение влаги с его поверхности и из крупных межклетников наружных зон (внешняя диффузия влаги). Затем температура продукта и скорость сушки устанавливается на постоянном уровне. По мере испарения влаги с поверхности она передвигается из внутренних зон продукта к периферии (внутренняя диффузия влаги). В период постоянной скорости сушки интенсивность внешней и внутренней диффузии влаги примерно одинакова. Чрезмерное повышение температуры теплоносителя может привести к неравномерности внешней и внутренней диффузии влаги и пересушиванию наружных зон продукта, к образованию корочки и трещин. Происходят нежелательные изменения в химическом составе: образование тёмноокрашенных соединений, изменение вкуса и аромата, разрушение витаминов С, Р, каротина.

Особенно большое значение имеет температура в заключительный период, когда удаляется гигроскопическая влага. Испарение с поверхности уменьшается и не может компенсировать приток тепла с теплоносителем. Температура продукта повышается, что и является причиной значительной деформации продукта, изменения цвета и вкуса. Поэтому для получения сушёных плодов и овощей высокого качества технологическими инструкциями предусмотрены оптимальные режимы сушки каждого вида продукции.

Скорость сушки зависит не только от температуры и скорости движения теплоносителя, но также от особенностей строения и химического состава плодов и овощей, степени их измельчения, способов предварительной подготовки. При правильной технологии сушки в плодах и овощах хорошо сохраняются основные питательные вещества, а калорийность продукта увеличивается в 9…10 раз.

Для сушки могут быть использованы все виды плодов и овощей, но в основном яблоки, груши, сливы, картофель, капуста, морковь, свёкла, лук, зелёный горошек. Производят также сухие порошки из томатного, яблочного и других соков. Значительная доля переработки грибов приходится на сушёный продукт.

Сырьё должно быть доброкачественным, соответствовать требованиям стандарта. Плоды и овощи с дефектами (подмороженные, вялые, повреждённые вредителями и болезнями, в сильной степени повреждённые механически) отбраковывают.

Подготовка сырья такая же, как и при производстве консервов тепловой стерилизацией. Сортированную и калиброванную продукцию моют. У многих овощей удаляют кожицу, чешуи, несъедобные части. Картофель и корнеплоды очищают обычно на механических очистительных машинах с последующей доочисткой вручную. Применяют также ошпаривание паром, а затем размягчённую кожицу удаляют в моечных машинах. Сухие чешуи лука удаляют обжиганием в печах с высокой температурой, а затем луковицы промывают. У яблок и груш удаляют сердцевину, иногда кожицу. Большую часть плодов и овощей измельчают: яблоки и груши разрезают на кружочки, пластинки, картофель, а овощи – на кубики, лапшу и т.д. Чем выше степень измельчения, тем быстрее высушивается продукт, его легче брикетировать, он лучше разваривается при кулинарной обработке. Некоторые плоды и овощи сушат без измельчения (слива, вишня, зелёный горошек). Измельчённую продукцию перед сушкой подвергают тепловой обработке – бланшированию. Бланшированная продукция в результате размягчения тканей, образования сетки (на кожице слив), частичного гидролиза гемицеллюлоз и других физико-химических изменений высушивается значительно быстрее. Картофель, морковь, свёклу, капусту бланшируют почти до готовности. Это даёт возможность получить быстро разваривающиеся сушёные овощи, требующие минимальной тепловой обработки. Лук, чеснок, белые коренья, пряную зелень не бланшируют.

Некоторые виды плодов (яблоки, груши) вместо бланширования обрабатывают сернистым ангидридом (SО₂). Сернистый ангидрид инактивирует ферменты, благодаря чему при сушке плоды не темнеют. Дозировки при обработке плодов и овощей SО₂ строго регламентированы технологическими инструкциями. Так, при сухой обработке SО₂ на 1 т яблок сжигают 2 кг серы. Обработку производят в специальных герметических камерах или под съёмными фанерными ящиками-камерами. Продолжительность окуривания – от 20 мин до нескольких часов в зависимости от особенностей сырья. При мокрой обработке используют 0,1…0,2 %-ные растворы сернистой кислоты, в которых выдерживают измельчённые плоды 1…2 мин.

Различают естественную сушку на открытом воздухе и искусственную (тепловую и сублимационную).

Воздушно-солнечная сушка плодов и овощей. В районах с большим балансом солнечной энергии широко используют солнечную сушку яблок, груш, слив и других плодов. Для этого отводят специальные площадки с ровной поверхностью и твёрдым грунтом. Подносы с подготовленными плодами устанавливают на землю или на стеллажи высотой 30…40 см. На площадках устанавливают навесы (теневая сушка) и камеры для окуривания SО_2.

Подготовленные (если нужно мытые) плоды раскладывают в один слой на деревянные подносы размером 90х60 см. Обычно их окуривают SО₂ в течение 1…5 ч, сжигая серу из расчёта 2 кг на 1 т. Такие плоды не темнеют при сушке, на них меньше садятся мухи, готовый продукт получается более высокого качества.

Сушку продолжают до содержания влаги 16…18 % (обычно 5…10 дней в зависимости от условий). Сначала плоды сушат на прямом солнце, затем держат в тени. Подносы, составленные в штабеля, меняют местами, т.е. верхний переставляют вниз так, чтобы каждый из них определённое время подвергался действию солнечных лучей, а затем оказывался в тени. Этим добиваются равномерной сушки всей партии.

Плоды, высушенные в колхозах и совхозах, обычно подвергаются заводской обработке: дополнительной дезинсекции, очистке, калибровке, сортировке, мойке, досушке. Готовый продукт упаковывают в ящики, выстланные пергаментной бумагой, в многослойные мешки из крафт-бумаги, фанерные барабаны и отправляют на реализацию.

Искусственная сушка. Для сушки плодов и овощей применяют сушилки разнообразных типов: шкафные, паровые ленточные, вальцовые, распылительные, сублимационные и др.

Шкафная сушилка представляет собой камеру, в которой продукт размещают на стеллажах, имеющих сетчатые поверхности. Воздух подогревается с помощью калориферов и высушивает продукт.

Паровые ленточные сушилки предназначены для сушки картофеля, моркови, лука и других овощей (рис. 9). Принцип действия таких су- шилок заключается в следующем. В камеру вмонтированы валы таким образом, что при натяжении на них лент они образуют 4 или 5 ленточных транспортёров, расположенных один над другим. Каждая лента обогревается трубчатыми паровыми калориферами, вмонтированными между валами (барабанами). Подготовленное для сушки сырьё подаётся загрузочным транспортером на верхнюю ленту и равномерно распределяется на ней. Для ускорения сушки под лентами установлены ворошители. С верхней ленты сырьё ссыпается на следующую и, пройдя все ленты полностью, высушивается. Свежий воздух, поступающий снизу сушилки, нагревается калориферами, высушивает сырьё и удаляется через вытяжную трубу.

Технология и режим сушки плодов и овощей во всех деталях указан в технологических инструкциях по каждой марке сушилки. В качестве примера в табл. 4 приведены основные показатели режима сушки на сушилке ПКС-20.

Рис. 9. Паровая ленточная сушилка:

1 – ведущий барабан; 2 – наклонный транспортер; 3 – калорифер; 4 – воро-

шитель; 5 – вытяжная труба; 6 – шибер; 7 вытяжной колпак; 8 – натяжной

барабан; 9 – лентоочиститель.

Т а б л и ц а 4. Режим сушки плодов и овощей на сушилке ПКС-20

Показатели	Картофель	Морковь	Лук	Яблоки
Нагрузка на 1 ленту, кг/м2	19,5	13,4	12,7	7,2
Скорость движения ленты, м/мин 1 2 3 4	0,101 0,075 0,055 0,050	0,160 0,090 0,062 0,059	0,107 0,105 0,078 0,066	0,057 0,034 0,028 0,022
Показатель вариатора скорости	5,0	3,5	4,0	3,5
Температура воздуха над лентами, 0С: 1 2 3 4	50 64 60 54	58 64 62 60	58 60 56 44	60 66 60 40
Продолжительность сушки, мин	300	228	234	200
Производительность сушилки, кг/ сутки	800	400	460	400

Вальцовые сушилки предназначены для производства хлопьев из картофельного пюре. Сушилки бывают одно- и двухвальцовые. Двухвальцовая сушилка состоит из двух вальцов-барабанов большого диаметра, обогреваемого изнутри паром (рис.10). На барабаны подается картофельное пюре, которое тонкой пленкой забирается на их горячую поверхность. Барабаны вращаются в противоположные стороны. За один оборот пюре высыхает до влажности 4…6 % и снимается в виде хлопьев с нижней стороны при помощи ножей. В настоящее время при производстве картофельных хлопьев применяют однобарабанные вальцовые сушилки марки РЗ-КС1-Ф-1 и двухвальцовые СДА-250, ВС-1000/2000 и т.п.

Рис.10. Схема двухвальцовой сушилки:

1 – питающая труба; 2 – вальцы; 3 – ножи.

Распылительные сушилки чаще всего применяют для сушки соков. В этих сушилках диспергированный продукт (в виде аэрозоля) подается в поток горячего воздуха, нагретого до 120…180^оС, и почти мгновенно высушивается. Кратковременность сушки обусловливает получение сушёных порошков высокого качества, которые после восстановления дают соки, близкие по свойствам к исходным.

Схема устройства распылительной сушилки представлена на рис. 11. Воздух, нагретый в калорифере до температуры 120…180^оС, подается вентилятором с большой скоростью в сушильную камеру, в которую поступает также продукт, распылённый при помощи форсунок или центробежных распылителей. Капли сока, встречаясь с горячим воздухом, быстро высыхают и выносятся выходящим воздухом из зоны сушки. За счёт центробежной силы, создаваемой в циклоне, высушенный порошок продукции отделяется и собирается в сборнике, а насыщенный влагой воздух выбрасывается наружу.

Рис. 11. Схема распылительной сушилки:

1 – вентилятор; 2 –калорифер; 3 – смеситель воздуха; 4 – жидкий продукт;

5 – разбрызгиватель; 6 – сушильная камера; 7 – вытяжной вентилятор;

8 – циклон; 9 – сборник готового продукта.

В зависимости от способа подачи сушильного агента распылительные сушилки могут быть прямоточные, в которых продукт и воздух движутся в одну сторону; противоточные, где продукт и воздух движутся в противоположные стороны, и комбинированные.

Для сушки плодов и овощей применяется также сублимационная сушка, основанная на принципах возгонки (сублимации), при которых влага из твёрдой фазы (льда) переходит в газообразную (пар), минуя жидкую. Сублимационную сушку ведут при температуре ниже 0^оС и в глубоком вакууме. При этом в продуктах происходят незначительные изменения химического состава, хорошо сохраняются витамины, летучие ароматические вещества, цвет, не происходит усадки и деформации продукта; лишь пространства, занятые водой, освобождаются. Благодаря высокой степени обезвоживания продукты длительное время сохраняются при комнатной температуре. Сублимационную сушку можно разделить на три периода. В первый период в сушилке создается глубокий вакуум. За счёт этого из продукта испаряется вода и продукт охлаждается (самозамораживается) до -5…-15^оС. В этот период удаляется до 20 % влаги.

Во второй период замороженная влага сублимируется и удаляется из продукта в виде пара. В этот период в камеру подводится тепло. Испаряющаяся влага отсасывается из сушилки в конденсатор-вымораживатель и превращается в лёд. В этот период удаляется до 70 % влаги.

Третий период представляет собой тепловую досушку при глубоком вакууме, при которой удаляется до 10 % влаги.

Схема сублимационной сушилки УСС-250 показана на рис.12. В сушёных плодах и овощах при хранении могут происходить неферментативные химические превращения, связанные в первую очередь с окислением. Наблюдаются образование потемнений (меланоидинов), изменение вкуса и аромата, потеря витаминов, в первую очередь витамина С. Неферментативные превращения усиливаются при повышенной температуре хранения (15⁰С) и почти полностью прекращаются при 0⁰С. Сушёные плоды и овощи гигроскопичны, и их следует предохранять от увлажнения. Для этих целей используют герметическую упаковку в жестяную тару, алюминиевую фольгу и полимерные материалы. Для предотвращения механического измельчения пакеты с сушёными продуктами из мягких материалов необходимо укладывать в жёсткую тару: ящики, фанерные барабаны, картонные коробки. Применяют также упаковку сушёных продуктов в ящики, фанерные барабаны, дублированные подпергаментом, парафинированной бумагой, а также в четырёхслойные мешки из крафт-бумаги ёмкостью 25 кг.

Р ис.12. Сублимационная сушилка:

1 – сублиматор; 2 – десублиматор; 3 – крышка аппарата; 4 – электрический нагрева-

тель; 5 – тележка с продуктом; 6 – монорельс; 7 и 8 – патрубки для подачи жидкого

аммиака; 9 – патрубок для отвода к вакуум-насосу; 10 и 11 – патрубки для отвода

жидкого аммиака.

Сушёные плоды и овощи при хранении могут повреждаться гусеницами консервной моли, жуками-точильщиками, суринамским мукоедом, мавританской козявкой и др. Прекратить дальнейшее развитие вредителей можно тепловой обработкой, окуриванием SO₂. Хорошие результаты получаются при дезинсекции сухих продуктов радиоактивным облучением.