Пути интенсификации процесса сушки

Основной недостаток традиционных низкотемпературных режимов – чрезмерная продолжительность сушки.

В 70-х годах все ведущие зарубежные фирмы перешли на высокотемпературные и сверхтемпературные режимы сушки, что позволило сократить продолжительность сушки в сушилках автоматизированных поточных линий: длинные с 10-20 до 10-12 ч, короткие с 7-8 до 4 -6 ч..

Преимущества ВТ и СВТ режимов сушки:

1. Улучшается цвет высушенных изделий (в результате тепловой инактивации фермента полифенолоксидазы замедляется или прекращается процесс ферментативного потемнения). При дальнейшем увеличении температуры сушки (СВТ) возникает опасность неферметативного потемнения изделий в результате протекания реакции Майяра. Чтобы избежать этого, необходимо поддерживать относительную влажность воздуха не меньше 80% при температуре воздуха 90 °С

2. Сокращается время варки изделий до готовности, снижается клейкость сваренных изделий, улучшается их консистенция. В большей степени улучается качество изделий из продуктов помола мягкой пшеницы (уменьшение клейкости обусловлено тем, что белковая матрица, фиксирующаяся во время сушки, прочно удерживает клейстеризующиеся во время варки зерна крахмала).

3. При традиционной сушке создаются оптимальные условия для развития различных микроорганизмов. В 1 г изделий может содержаться до 10⁶ и выше колоний микроорганизмов (среди них сальмонеллы, стафилококки).Они переносят варку. Сушка при 70 °С снижает этот показатель до 10²-10³ кол/г. При 80-90°С и относительной влажности 80% происходит полная пастеризация макаронных изделий.

При повышении температуры и относительной влажности воздуха:

- снижается градиент влажности в высушиваемых изделиях, т.е. разница во влажности слоев, возникающая в результате испарения влаги с поверхности изделия и осушение наружных слоев;

- снижается значение критической влажности макаронных изделий, т.е. увеличивается период нахождения в пластическом состоянии.

Именно эти два фактора позволяют интенсифицировать процесс удаления влаги из изделий с сохранением прочности их структуры.

Но применение ВТ сушки возможно только на оборудовании, оснащенном автоматизированными и компьютерными системами контроля и регулирования заданного режима сушки.

4. Снижается расход энергии.

5. Уменьшаются производственные площади.

О других преимуществах ВТ и СВТ было упомянуто выше.

Сущность этих режимов состоит в том, что повышение температуры сушки макаронных изделий должно сопровождаться повышением относительной влажности воздуха.

При одновременном повышении температуры и влажности воздуха:

- снижается градиент (перепад) влажности в высушиваемых изделиях;

- снижается значение критической влажности макаронных изделий, т.е. увеличивается период их нахождения в пластическом состоянии

Эти два фактора позволяют интенсифицировать процесс удаления влаги из изделий с сохранением прочности их структуры.

В одной из последних моделей автоматизированных линий фирмы Брайбанти с сушилкой GPL/JTRG предусмотрено увеличение температуры воздуха на стадии предварительной сушилки до максимального значения 75-85°С, сушка и стабилизация при этой же температуре. При таком режиме высушивание изделий происходит за 3-5 ч, а стабилизация – 5-7 ч.

Влажность воздуха при его температуре 80 °С должна составлять 82 %.

Высокие температуры и влажность воздуха предъявляют особые требования к стойкости материалов, из которых изготавливают рабочие органы сушилки, а также соблюдению параметров сушки. Поэтому сушилки оснащают компьютерными системами управления, от чего их стоимость резко возрастает.

С начала 90-х годов СВТ режимы сушки длинных и коротких изделий начали использовать на линиях фирмы “Бюлер” (Швейцария).

Сущность этой сушки: поэтапное повышение температуры воздуха на стадии предварительной сушки до 95 °С (за 45 мин – для длинных, за 30 мин – для коротких), выдерживание этой температуры в течение 40 мин для длинных и 30 мин для коротких (влажность воздуха 85 %) и поэтапное снижение температуры воздуха до 85 °С на стадии окончательной сушки.

Общая продолжительность сушки (без стабилизации):

- для спагетти (d=1,7 мм) – 4 ч. 25 мин;

- для коротких – 2 ч. 45 мин.

К СВТ режимам сушки относится режим с гигротермической обработкой сырых изделий перед сушкой. Сырые изделия обрабатывают паровоздушной смесью в течение 2 мин (для макарон) или сухим паром в течение 30 мин (для коротких) с последующей сушкой. Параметры паровоздушной смеси: температура 95-98 °С, влажность 95 %, температура нагретого пара от 120 до 180 °С. Последующая сушка происходит при жестких режимах, не опасаясь появления трещин. Во время гигротермообработке происходит денатурация белка, следовательно, снижается энергия связи влаги с материалом. Однако, одновременно происходит клейстеризация крахмала в поверхностном слое, а это делает изделие липким.

В настоящее время этот режим сушки используется в производстве макаронных изделий быстрой варки и изделий, не требующих варки.

Для интенсификации сушки используют воздействие на материал энергетического поля - терморадиационная сушка и сушка в электромагнитном поле высокой и сверхвысокой частоты (ВЧ и СВЧ).

При терморадиационной сушке энергоподвод к объекту облучения осуществляется от генераторов инфракрасного излучения.

Единственная фирма «Паван» использует инфракрасное облучение для сушки макаронных изделий.

После предварительной сушки изделия на бастунах поступают в камеру, где расположены нагретые до 90 °С пластины, находятся там 10-25 мин, нагреваются до 80, отдают 1 % влаги и полностью отволаживаются. Далее они поступают на окончательную сушку.

Фирма «Липтон» (США) создала промышленную установку для сушки короткорезаных изделий с применением СВЧ-энергии. Предусмотрена 3-х стадийная сушка:

- традиционная конвективная предварительная сушка до влажности изделий 20 %;

- СВЧ –сушка до влажности изделий 13 % при t_в=80 °С и W_в=20 %;

- стабилизация изделий при медленном их остывании.

Большая стоимость СВЧ-энергии по сравнению с конвективной сушкой перекрывает экономию от сокращения длительности сушки макаронных изделий, если продолжительность СВЧ-обработки больше 15 мин.

Вопросы для самоконтроля по теме.

1. Какие существуют основные формы связи влаги в сырых макаронных изделиях?

2. Какие основные факторы определят скорость сушки макаронных изделий?

3. Что такое равновесная влажность и как определяют ее величину?

4. Как изменяются свойства сырых макаронных изделий в процессе высушивания?

5. В чем отличия мягкого режима сушки от жесткого?

6. Чем вызвано образование трещин при сушке макаронных изделий?

7. Каковы основные режимы сушки короткорезаных макаронных изделий в паровых конвейерных сушилках? Каким образом можно установить рациональный режим сушки изделий в этих сушилках?

8. В чем состоит контроль режима сушки макаронных изделий?

9. Какие режимы охлаждения и стабилизации макаронных изделий используют при низко- и высокотемпературной сушке?

Поиск по сайту: