3. Види і способи сушіння

Сушіння, що використовується у харчових виробництвах, поділяється на два види: природне і штучне.

Природне сушіння відбувається в атмосфері навколишнього повітря без додаткового підведення теплоти. Природне відбувається на відкритому повітрі без штучного нагрівання і відведення сушильного агента (повітря). Прикладом природного сушіння може бути сушіння солі у відкри­тих морських водоймищах. Цей спосіб сушіння характеризується значною тривалістю, причому процес не регулюється, а одержуваний кінцевий матеріал ще досить вологий.

Штучне сушіння здійснюється у спеціальних сушильних установках, що забезпечують інтенсивне видалення вологи з продукту. У харчовій технології майже всюди застосовують штучне сушіння, тобто сушіння нагрітим сушильним агентом (нагріте повітря, димові гази), який після поглинання ним вологи з матеріалу відводять за допомогою спеціальних витяжних пристроїв (вентиляторів). Для більшості харчових виробництв сушіння є одним із основних процесів, мета якого — підвищення стійкості матеріалів під час зберігання, поліпшення якісних показників, консервування, зменшення маси з метою транспортування. У цукробуряковому виробництві сушать цукор-пісок, цукор-рафінад, а також відходи виробництва - жом. У спиртовому виробництві сушать відходи виробництва — барду, харчові та кормові дріжджі. Помітну роль сушіння відіграє у пивоварному ви­робництві, де сушать солод, відходи виробництва. У крохмале-патоковому виробництві сушать основний продукт - крохмаль. Сушіння використовують для одержання сухого молока, сухих фруктів і овочів. У хлібопекарському, макаронному і кондитерському виробництві сушать хліб для одержання сухарів, макарони, кондитерські вироби деяких видів.

За способом підведення енергії (теплоти) штучне сушіння буває таких видів:

- конвективне, що відбувається завдяки взаємодії продукту з сушильним агентом (повітрям);

- контактне (кондуктивне), коли тепло до продукту передається через гріючу поверхню;

- радіаційне, що відбувається завдяки теплу, яке передасться інфрачервоним випромінюванням;

- діелектричне, коли продукт нагрівається в електромагнітному колі високої і надвисокої частоти;

• сублімаційне, що відбувається в умовах вакууму; при цьому продукт перебуває в замороженому стані.

Методи сушіння вологих матеріалів розрізняються переважно способом підведення теплоти й зумовлені фізико-хімічними властивостями цих матеріалів, а також формою їх зв'язку з вологою. Найпоширенішим є метод конвективного сушіння, що характеризується безпосереднім контактом матеріалу з потоком нагрітого газу (повітря, димових газів). Волога випаровується за допомогою теплоти нагрітого газу, який одночасно поглинає і виносить із сушарки утворену водяну пару.

Конвективне сушіння продуктів тривале по часу (3-10год.), а температура, що застосовується (+60...+75⁰С) являється оптимальною для ферметів та мікроорганізмів, що приводить до окислення вітамінів, красячих та дубильних речовин, меланоїдоутворенню, погіршенню смаку, аромату і кольору висушеного продукту. Висушені таким чином плоди та овочі погано набухають і готові до споживання тільки при кип’ятінні на протязі 25-30хв.

Значно рідше, але теж застосовують у харчових виробництвах контактний (кондуктивний) метод сушіння, при якому теплота від теплоносія (звичайно водяної пари) до матеріалу передається через металеву стінку, що розділяє їх.

Для сушіння різних металевих пофарбованих виробів, виробів із картону, а також для висушування харчових продуктів у тонкому шарі застосовують терморадіаційний метод, при якому теплота передається інфрачервоним промінням.

Товстолистові матеріали, а також деякі плоди, якщо треба зберегти їхню форму, сушать у полі струмів високої частоти. Такий метод сушіння називають високочастотним.

Для дуже термочутливих матеріалів застосовують сублімаційне сушіння, при якому волога із матеріалу в замороженому стані переходить у парову фазу, минувши рідку (сублімує). Процес здійснюється в глибокому вакуумі.

Суть цього способу заключається в тому, що продукти заморожують в швидкоморозильних апаратах і в такому стані розміщають в вакуумні камери, де з них видаляють вологу, безпосередньо перетворюючи лід в пар, який відсмоктується з камер насосом. На місці, де були кристали льоду, що випарувалися, залишаються пари, тому ці продукти мають велику пористість, володвють доброю набухаємістю в воді, при варінні швидко розварюються. При цьому способі консервування висушені продукти добре зберігають свої початкові властивості: форму, розміри, колір, смак, араомат, вітаміни. Таким чином сушать ягоди, овочі, гриби, м’ясо, птицю, рибу, готові страви з них, сир.

Сушені продукти володіють гігроскопічністю, тому її упаковують у вологонепроникаєму тару і зберігають в сухих приміщеннях. При цій умові вони можуть зберігатися тривалий час.

Вологий продукт попередньо заморожують за температури близько

-15...-18 °С. Для більшої частини харчових продукті;: охолоджування нижче

-18 °С може призвести до незворотних змін білкових речовин. Внаслідок цього погіршується якість продуктів, а також втрачається спроможність поглинати воду під час обводнення, яке проводять для відновлення первісного вигляду, смаку і форми продукту.

З замороженого продукту, який знаходиться на плитах (всередині яких може циркулювати гаряча вода) в субліматорі у високому вакуумі відбувається випаровування льоду і додаткове охолоджування продукту. Коли значну частину вологи у вигляді пари усунено з продукту, включають нагрівання гарячою водою і матеріал досушують за температури близько 30°С.

Продукти, висушені сублімацією, зберігають структуру, колір, смак, запах, живильні властивості, біологічну цінність (білки, вітаміни) і можуть зберігатися довгий час. Цим способом сушать харчоконцентрати, м'ясні і молочні продукти, овочі і плоди, але спосіб є дорогим і складним в апаратурному відношенні. Однак витрати па обладнання і експлуатацію цілком виправдуються високою якістю висушених продуктів.

Зупинимось на деяких перспективних методах сушіння, які не отримали доки широкого розповсюдження.

Суттєвість "вибухового" сушіння полягає в тому, що підготовлену сировину спочатку підсушують до вологості 25...45 % (залежно від виду продукту), а після цього завантажують в спеціальний апарат- "гармату", де піддають його "вибуху". Апарат - це циліндр, що обертається навколо горизонтальної осі. Для його нагрівання є розташовані під ним газові пальники. З одного боку циліндр має глуху кришку, а з другого - герметичну кришку, що закривається із замикаючим пристроєм. У апарат завантажують продукт, закривають кришку, встановлюють циліндр в горизонтальне положення, включають нагрів та привід. Після досягнення тиску в циліндрі близько

1,0..2,5 МПа скидають тиск. Це призводить до миттєвого перетворення частини вологи, що міститься в продукті, в пару, в результаті чого продукт набуває пористої структури (об'єм збільшується в 15...20разів). Час відновлення сушених овочів і картоплі під час означеного способу

обробки становить 5...7 хв. Цей процес не знайшов широкого застосування

внаслідок ряду недоліків апарата: низька продуктивність, періодичність дії, високий рівень шуму під час роботи.

Суть способу сушіння продуктів переробки плодів та овочів (пюре, паст, концентрованих соків) у в спіненому стані з одержанням швидковідновлювальних порошків полягає в тому, що пюреподібний або концентрований рідкий продукт збивають в стійку піну з використанням піностабілізуючнх речовин і висушують до вмісту вологи 2...4 %. Спінювання придає продукту більш жорстку структуру і збільшує його поверхню для прискорення дифузії вологи. З точки зору тепло­передачі цей спосіб не ефективний, бо піні притаманна низька теплопровідність. Проте піносушіння - це порівняно швидкий спосіб сушіння (тривалість процесу для різних продуктів складає від 3 до 20 хв.), що не вимагає високої температури. Для стабілізації піни використовують емульгатори (сухе молоко, агар, желатин, крохмаль, метилцелюлозу та ін.), для покращення спінювання через збиту масу в деяких випадках продувають повітря. Сушіння піни здійснюють частіше усього коннективним способом на стрічкових сушарках. Висушений продукт дрібнять, просівають та пакують у герметичну тару. Піносушінню піддають соки та пюре малини, полуниці, яблук, пюре з томатів, картопляне пюре та ін.