10623531q9129664790359t7702395010211645 o

Omów procesy dyfuzyjno-cieplne suszenia.

Suszenie żywności wilgotnej jest operacją dyfuzyjno-cieplną polegającą na odparowaniu (niekiedy sublimacji) wody. Zaczyna się od powierzchni materiału w następstwie różnicy prężności pary wodnej nad jego powierzchnią i w otaczającym powietrzu. Ogrzewanie materiału i powietrza, przyspiesza suszenie, ponieważ zwiększa różnicę prężności tych par spowodowaną tym, że powietrze staje się mniej nasycone wilgocią a nad suszonym materiałem wzrasta prężność pary. Drugim czynnikiem sprzyjającym dyfuzji pary do powietrza jest ruch powietrza, co warunkuje utrzymanie niedosytu wilgoci w powietrzu.

Warunkiem utrzymywania się procesu schnięcia materiału jest dyfuzja wody z powierzchni i głębszych warstw do powierzchni. Zależy to od rodzaju materiału.

•    W żywności płynnej materiał jest jednorodny i dyfuzja będzie przebiegać jednakowo w całej masie zgodnie z prawem Ficka. Materiał taki poddaje się suszeniu w cienkiej warstwie (w tacach, na walcach) lub po rozdrobnieniu do małych kropelek (suszenie rozpyłowe). Wtedy jest rozwinięta duża powierzchnia parowania i skrócona droga dyfuzji z wnętrza materiału do powierzchni.

•    W żywności stałej szybkość suszenia zależy od wielu czynników, np. od stanu rozdrobnienia i jej struktury, a przede wszystkim od porowatości i budowy tkankowej.

W materiałach stałych o budowie niekomórkowej dyfuzji wody sprzyja występowanie drobnych kanalików, w których na ciecz o właściwościach zwilżających działa siła włoskowatości, co działa „zasysająco” na wilgoć rozmieszczoną w głębszych warstwach, natomiast drugim czynnikiem jest spadek ciśnienia w kanalikach (w warstwach powierzchniowych) wywołany ulatnianiem się wody. Przy suszeniu dielektrycznym lub mikrofalowym, dzięki dość równomiernemu nagrzewaniu się masy (podczas ogrzewania dielektrycznego temperatura w środku może być wyższa niż przy powierzchni, dzięki większej ilości wody w środku) i zwiększać prężność pary, sprzyjająca dyfuzji wilgoci do warstw powierzchniowych.

Jeżeli materiał suszony ma budowę komórkową zjawiska dyfuzji ulegają skomplikowaniu, ze względu na bardzo niejednorodny charakter materiału oraz półprzepuszczalny charakter błon komórkowych - przykładem są jabłka. Dodatkowo normalnych warunkach wegetacyjnych w przypadku roślin, tj. bez objawów więdnięcia, rośliny wyparowują - transpirują wielkie ilości wody w związku z ruchem roztworów w roślinie.

Protoplazmatyczna warstwa wyścielająca od wewnątrz ściany komórek po jej zdenaturowaniu, np. przez ogrzanie, oddziela się od błonnikowych ścian komórkowych. Tracą one przy tym swój półprzepuszczalny charakter i może występować obustronne przenikanie wody i roztworów wodnych, co umożliwia zjawiska dyfuzyjne, ważne w procesie suszenia. Woda może wtedy dyfundować przez ściany komórek do przestrzeni międzykomórkowych lub bezpośrednio z jednej do drugiej sąsiadującej z nią komórki, spowodowane przez tempo powierzchniowego wyparowywania wody. W mniejszym lub większym stopniu są tu zachowane relacje, wynikające ze wzoru Ficka.

Szybkość dyfuzji wody może być ograniczona przez wytworzenie skorupki na powierzchni suszonych cząstek, dlatego przy bardzo szybkim wyparowywaniu wody z powierzchni proces zasysania jej z głębszych warstw może być wolniejszy od tempa wyparowywania. Zjawisko to jest bardzo niepożądane przy suszeniu, gdyż utrudnia dalsze wyparowywanie wody.