6.3. Кривая сушки. Равновесная влажность
Процесс сушки графически изображается в виде кривой, которая показывает изменение средней влажности изделий во времени. На оси абсцисс указывается продолжительность сушки, на оси ординат – влажность изделия (рис. 8).
Рис. 8. Кривая сушки
Небольшой участок соответствует прогреву полуфабрикатов макаронных изделий, происходит незначительное снижение влажности. Затем снижение влажности происходит по прямой – это период постоянной скорости сушки, за это время удаляется менее прочно связанная осмотически влага, при влажности продукта Wкр (момент перехода материала из пластического состояния в упругое), наступает период падающей скорости сушки, при котором наблюдается снижение скорости удаления влаги. В этот период удаляется влага, связанная адсорбционно и прочно удерживаемая белковыми веществами.
При сушке макаронных изделий воздухом с постоянной сушильной способностью (постоянные температура, влажность и скорость перемещения) влажность продукта приближается к определенному значению, называемому равновесной влажностью Wp, которая не снизится, сколько бы изделия не сушились этим воздухом.
Для правильного выбора режимов сушки, стабилизации, охлаждения и хранения макаронных изделий нужно знать величины их равновесной влажности, которая определяется по кривым равновесной влажности.
При выборе режима сушки необходимо использовать соответствующую кривую равновесной влажности.
Например, изделия высушивается при температуре 50 °С, для достижения их влажности равной 13 %, относительная влажность воздуха должна быть не более 80 %. Если влажность воздуха при этой температуре будет 85 %, то изделия высохнут только до влажности 14,5 %.
6.4. Режимы конвективной сушки
В макаронной промышленности применяются следующие режимы сушки:
Традиционные низкотемпературные (НТ) режимы, когда температура сушильного воздуха не превышает 60 °С;
Высокотемпературные (ВТ) режимы, когда температура воздуха на определенном этапе сушки достигает 70-90 °С;
Сверхвысокотемпературные (СВТ) режимы, когда температура воздуха превышает 90 °С.
Главная предпосылка разработки ВТ и СВТ – повышение температуры сушки макаронных изделий должно сопровождаться повышением относительной влажности воздуха.
6.5 Изменение структурно-механических свойств макаронных изделий в процессе сушки, стабилизации и охлаждении при нт
При выборе и разработке режимов сушки нужно учитывать две особенности макаронных изделий:
при сушке происходит сокращение их линейных и объемных размеров (усадка) на 6-8 %;
в процессе сушки меняются структурно-механические свойства продукта.
Сырые изделия поступают на сушку с W = 28,5 – 32,5 %. Они являются пластичным материалом и сохраняют пластичные свойства до влажности 20 %. При влажности 16 % они приобретают свойства упругого материала. Начиная с влажности 16 % изделия становятся твердыми и хрупкими, и такими сохраняются до конца сушки.
Низкотемпературную сушку проводят :
воздухом с низкой сушильной способностью (мягкий режим);
интенсивное высушивание продукта (жесткий режим).
Макаронные изделия можно высушивать при жестких режимах, не опасаясь появления трещин, до 20 % -ной влажности. Влага успевает переместиться из внутренних слоев к наружным.
Затем, чтобы избежать растрескивания изделий, необходимо проводить высушивание при мягких режимах, медленно удаляя влагу, особенно при достижении изделиями влажности 16 % и ниже. Такой режим находит применение в сушилках поточных линий. При этом процесс сушки разделен на два этапа: предварительную и окончательную сушку.
На выходе из сушилки изделия имеют температуру сушильного воздуха. Перед упаковкой их охлаждают до температуры упаковочного отделения (иначе дальнейшее испарение влаги будет продолжаться в упаковке).
Лучше использовать медленное охлаждение в течение 4 ч, при этом изделия омываются воздухом с температурой 25-30 °С и относительной влажностью 60-65 %. Происходит стабилизация изделий, т.е. выравнивание влажности по всей их толщине, рассасывание внутренних напряжений сдвига, некоторое снижение массы изделий за счет испарения до 0,1-1,05 % влаги.
Быстрое охлаждение изделий нежелательно, т.к. при снижении температуры поверхностного слоя происходит быстрое испарение влаги, влага из внутренних слоев не успевает подводиться к поверхности в силу низкой влагопроводности плотной структуры высушенных изделий.