3 (943)

4

4

I ąyszENie

I iUOFl LIZAĆ JA

Suszarki le stosuje się do suszenia materiałów-. ■ pnstowatych, np. zagęszczonych pizceie-ty', ró» Zasada działania susza i ki kontaktowej polega na suszeniu cienkiej, warstwy produktu naniesionej na powierzchnię metalową, ogrzewany najczęściej'/, par;j grzejną. Ciepło do odparowania wody z surowca jest więc pobierane ną:>'*. od gorącego powietrza, ale od gorącej metalowej powierzchni, ogrzewanej’,*¹' parą. Powietrze jest wykorzystywane do odprowadzenia odparowanej \vodyi.-\ Temperatura suszenia jest dość wysoka. Dlatego suszarki kontaktowe mogą'-, być wykorzystywane przy surowcach odpornych na działanie wysokic)vtf;i temperatur.

Suszarki kontaktowe mają najczęściej kształt walca (suszarki jedno^'. dwuwalcowe), do wnętrza którego jest doprowadzana para grzejna. Wysuszony^; produkt jest usuwany z powierzchni walców przy użyciu skrobaków. W cehFy . obniżenia temperatury suszenia, np. soków owocowych wrażliwych na działanie^i -' wysokiej temperatury, umieszcza się suszarkę walcową w specjalnej komorzjSES próżniowej, pod zmniejszonym ciśnieniem. W suszarkach tego typu jcsiYJ.. możliwe odzyskanie substancji aromatycznycli ulatniających się podczas suszenia'^' : W przemyśle owocowo-warzywnym suszarki walcowe są wypierane przezs|~ nowocześniejsze i wygodniejsze w użyciu suszarki rozpyłowe.

•(ii?::?

m

Liofilizacja owoców, warzyw i grzybów polegaj na usunięciu z nich wody (wysuszeniu) do; zawartości 14-3%, przez sublimację lodu; powstałego w wyniku wcześniejszego zamrożenia surowca. S u b 1 i m a c j a^: jest w tym przypadku suszeniem z pominięciem fazy ciekłej, tzn. lód paruje i nie topi się podczas suszenia. Subliniacja lodu w warunkach naturalnych, (zimą), pod ciśnieniem atmosferycznym zachodzi dość wolno. Aby przyśpie-;. szyć proces subliinacji lodu, w warunkach przemysłowych obniża się ciśnienie do 0,5 a nawet 0,1 mm Hg (ok. 0,001 kPa). Oprócz zmniejszenia' ciśnienia konieczne jest doprowadzenie ciepła subliinacji, które jest sumą ciepła utajonego topnienia lodu oraz ciepła parowania wody. Ciepło sublimacji lodu wynosi ok. 2850 kJ/kg. Niezbędnym warunkiem zachodzenia subliinacji lodu jest utrzymanie różnicy prężności pary wodnej między nim a otoczeniem, co uzyskuje się przez usuwanie pary wodnej z otoczenia produktu, najczęściej -przez jej wymrożenie.

Porównanie procesu odparowania wody podczas suszenia metodą konwekcyjną oraz przez sublimację przedstawiono na rysunku 7.8. Jak już ; podkreślano wcześniej, podczas suszenia sposobem tradycyjnym (konwekcyjnie), ze względu na dość wysoką temperaturę suszenia oraz silne napowietrzenie,, wysuszony produkt ma słaby aromat, zmienioną barwę oraz odznacza się słabą rehydracją tj. uwodnieniem. Także wskutek podsiąkania soków koraórkuwych w kierunku podsuszonych zewnętrznych warstw, na powierzchni osadzają się części rozpuszczalne, które tworzą warstwę utrudniającą suszenie

216

Rys. 7 8 Schemat usuwania wody podczas suszenia (9|

a)    tradycyjnego

/ - powierzchnia produktu, 2 - para wodna, 3 - warstwa podsuszona, 4 - kropelki roztworu, 5 - warstwa substancji rozpuszczalnych, 6 - warstwa mokra, 7 - kapilary

b)    liofilizacyjncgo

I - para wodna, 2 - warstwa podsuszona, 3 - front subliinacji, 4 - powierzchnia produktu, 5 - warstwa zamrożona, 6 - kryształy ludu, 7 kapilary i rehydrację suszu. Natomiast w przypadku suszenia liofilizacyjncgo usuwanie wody przez sublimację lodu chroni produkt przed przemieszczaniem się roztworów ku powierzchni i przed zmianami objętości (kurczenia się). Objętość suszonego liofilizacyjuic materiału praktycznie się nie zmienia, a struktura suszu jest porowata i produkty łatwo ulegają rehyd racji. Jedna z wad suszu uzyskanego metodą liofilizacji jest jednak porowatość, która czyni go podatnym na penetrację tlenu atmosferycznego, co sprzyja reakcjom utleniania. Dlatego liofilizowane susze wymagają specjalnych, hermetycznych opakowań.

Proces technologiczny suszenia owoców i warzyw metodą liofilizacji składa się z następujących operacji:

-    przygotowania surowca,

-    zamrażania,

-    suszenia,

-    pakowania suszu.

Przygotowanie surowca jest zbliżone do obróbki stosowanej przy suszeniu tradycyjnym. Rozdrobnienie surowca może być nieco większe, ponieważ przyśpiesza to proces liofilizacji.

Zamrażanie odbywa się jedną ze stosowanych metod mrożenia (szybkich). Możliwe też jest stosowanie tzw. sa m o za nr rożen i a, tj. zamrożenia w wyniku bardzo szybkiego odparowania części wody zawartej w surowcu, podczas redukcji ciśnienia w komorze sublimacyjnej. Samozainrożcnie stosuje

217

się np. do soków lub przecierów owocowych i warzywnych. Przy liofilizacji/’ surowców w urządzeniu periodycznym (rys. 7.9) załadunek na I m² wynosi;':' 5-rl0 kg, a grubość warstwy mc powinna przekraczać 2 cm. Temperatura suszonego materiału w fazie subliinacji wynosi -15 —30°C, później podczas’/ dosuszania wzrasta, aż do temp. 40 — 45°C. Czas mrożenia truskawek o średnicy// 2-r3 cm wynosi ok 24 h.

Ryt. 7-9 Schemat komory liofiliuitora [91 I - korpus, 2 - płyly grzejne, 3 - produkt, 4 - podlijc/eniej;. do pompy próżniowej, 5 - wymrazacz oparów (koudciu / ta lor)

Liofilizowane owoce i warzywa dobrze zachowują swoje cechy wyjściowej-. (barwę, sinak, zapach), ponieważ podczas suszenia jest niska temperatura. ujemna przez znaczną część procesu, a redukcja ciśnienia ogranicza kontakt-;, suszonego materiału z tlenem atmosferycznym Zachodzą tylko niewielkie-straty lotnych substancji aromatycznych.

Golowy susz należy pakować natychmiast po wyjęciu z komory liofilizacyjnej,/ najlepiej w atmosferze gazu obojętnego, np. azotu, który można także’ wprowadzać do komory w momencie „przerywania" próżni. Pakowanie powinno/!;• się odbywać w pomieszczeniach o wilgotności względnej 20 . 30% l.iolilizaty pakuje się do puszek metalowych lub w folie wielowarstwowe z warstwą ' aluminium, co zapewnia hermetyczność opakowania.

W przypadku soków i przecierów proces liofilizacji może być ciągły/ . Zamrażany w postaci „śniegu" sok lub przecier, przez sjKcjalne śluzy, jest wprowadzony do komory liofilizacyjnej. Ze względu na małe rozmiary/ • zamrożonych cząstek liofilizacja zachodzi szybko. Trudna jest jednak; hermetyzacja całego układu liofilizacyjncgo.

W warunkach krajowych produkowano m.in liofilizowane truskawki.¹' i maliny. Liofilizowano tez znaczne ilości pieczarek do produkcji koncentratów... sjrożywczych Jednorazowy załadunek urządzenia przemysłowego wynosił 1,5 l... a czas suszenia ok. 24h Obecnie nu małą skalę liofilizuje się jabłka (krajankę) ’ jako produkt eksportowy.

promiennijsowtar    W suszarkach tych do ogrzewania suszonego'¹

materiału wykorzystuje się promienie p°⁽!w czerwone, wytworzone w specjalnych żarówkach, promiennikach podczerwień^,/ które zamieniają w 80 -90% energię elektryczną na energię pronnenistą*

Wyparowaną wodę odprowadza z suszarki promiennikowej przepływające powietrze. Surowiec może być przesuwany na taśmach, ale przy produkcji na małą skalę jest umieszczony na nieruchomych sitach, Mimo trudności związanych z nagrzaniem surowca do odpowiedniej temperatury (możliwość przegrzania) suszarki promiennikowe są wykorzystywane przy produkcji niewielkich ilości suszu. W warunkach przemysłowych mają one ograniczone zastosowanie.

INNE TECHNIKI suszenia    Przy suszeniu owoców, warzyw i grzybów

można stosować różne sposoby suszeniu, będące zwykle kombinacją różnych technik suszenia oraz różnych sposobów przygotowania materiału do suszenia

Odwadnianie osmotyezne połączone z suszeniem polega na przetrzymywaniu surowca, np. jabłek poddanych wstępnej obróbce, przez 12 - 24h (lub dłużej) w stężonych roztworach sacharozy (ok 65%) lub w syropie skrobiowym. W tych warunkach następuje redukcja masy surowca o około połowę, w wyniku przcdyfundowania wody przez ścianki komórek do roztworu cukru, który ulega rozcieńczeniu. Następuje także wnikanie niewielkich ilości cukru do odwadnianej masy.

Odwadnianie osmotyezne, klóie jest pewnego rodzaju „suszeniem", może być także przeprowadzane pod zredukowanym ciśnieniem. Odwodnioną krajankę jabłek, zawierającą jeszcze 40 — 50% wody (produkt nietrwały), suszy się w suszarkach konwekcyjnych do zawartości wody 151 u. Uzyskany susz odznacza się bardzo dobrymi cechami organoleptycznymi i dobrą strukturą Innym sposobem utrwalenia odwodnionego osmotycznie surowca jest pasteryzacja lub zamrożenie Odwodnione osmolyc/iue owoce są półproduktem w cukiernictwie, u po wysuszeniu stanowią golowy produkt

W przypadku suszenia połączonego z mrożeniem produkt poddaje się najpierw suszeniu konwekcyjnemu, które prowadzi się do zakończenia pierwszego okresu suszenia (patrz rys. 7.1). W dość krótkim czasie odprowadza się około połowy wody zawartej w surowcu Podsuszony, o mniejszej masie surowiec, mrozi się jedną ze stosowanych w przemyśle metod. Wstępne podsuszenie surowca ogranicza niekorzystne zmiany struktury zachodzące podczas mrożenia. Golowy produkt ma lepsze cechy organoleptyczne niż zwykła mrożonka, a ponadto zajmuje niniejszą powici zcltnię magazynową.

W innym, tzw. elcsjjlo/.yjuyrn sposobie suszenia przygotowaną krajankę np jabłek, umieszcza się w cylindrze ciśnieniowym, do wnętrza którego wprowadza się parę pod ciśnieniem 0,5 -r-0,8 MPa. Następnie, podobnie jak w óbicraczce parowej, redukuje się szybko ciśnienie do ciśnienia atmosferycznego. W rezultacie następuje rozluźnienie struktury materiału (elekt szybkiej redukcji ciśnienia i gwałtownego parowania wody. który znacznie łatwiej oddaje wodę podczas dalszego suszenia konwekcyjnego.

219