Исследование изменения влажности сортов дыни при ИК-конвективной сушке

АННОТАЦИЯ

Показано, что использование ИК-излучения совместно с конвективной сушкой позволяет уменьшить дисперсность продукта и его влажность относительно традиционного способа.

ABSTRACT

It is shown that the use of IR radiation together with convective drying allows to reduce the dispersion of the product and its humidity relative to the traditional method.

Ключевые слова: бахчевые культуры, дыня, влажность дыни, ИК-конвективная сушка, аппарат, высушенная мякоть дыни.

Keywords: melons, melon, melon moisture, IR-convective drying, apparatus, dried melon pulp.

ВВЕДЕНИЕ

Инфракрасная сушка пищевых продуктов относится к одному из самых современных и эффективных способов обработки. При обработке продуктов в электромагнитном поле инфракрасного диапазона лучи проникают на глубину до 7 мм и оказывают не только термическое воздействие на продукт, но и биологическое, ускоряя биохимические процессы в белках и жирных кислотах. Эти лучи поглощаются самим продуктом, что дает возможность проводить процесс сушки при довольно низких температурах – 40–60 °С. Биологически активные вещества и полезные витамины после инфракрасной сушки сохраняются до 90 % от их исходного содержания в свежем продукте. Сохраняются практически полностью полезная микрофлора, естественный цвет и вкус исходного продукта [6].

Как известно, при сушке термоизлучением возможности передачи энергии материалу велики, и скорость сушки определяется не столько скоростью передачи тепла, сколько скоростью перемещения влаги в продукте. При этом максимальная температура продукта в процессе сушки не вызывает изменений его молекулярной структуры.

Возможность создания селективного ИК-излучателя появилась в связи с разработкой функционального керамического устройства, которое позволяет генерировать лучи, способные проникать глубже в толщу пищевого материала и воздействовать на воду на молекулярном уровне [11].

Выбор для излучателя инфракрасных лучей средне- и длинноволнового диапазона благоприятно сказывается как на равномерности распределения лучистой энергии по поверхности продукта, так и на долговечности самих излучателей.

В связи с этим имеет место механизм послойной сушки пищевого продукта. Такой механизм не допускает вынос растворимых веществ на поверхность продукта и образование поверхностной пленки, а сравнительно высокая скорость сушки не позволяет активно развиваться окислительным процессам и предотвращает потери витаминов и биологически активных веществ в продукте в ходе сушки.

Сохранение целостности клеточных мембран вещества позволяет при замачивании продукта сохранить клеточную структуру продукта и тем самым восстановить первоначальную его форму и упругость, естественный цвет, аромат и вкус. Кроме того, излучение, генерируемое функциональным керамическим материалом, обладает дезинфицирующим эффектом, что приводит к существенному подавлению первичной микрофлоры в продукте в процессе сушки. Совместное воздействие этих факторов позволяет вырабатывать сушеные продукты высокого качества, практически недостижимого при других известных способах сушки.

В последние годы интенсивно проводились работы, посвященные вопросам применения коротковолновых инфракрасных лучей для термической обработки пищевых продуктов [2; 12; 4; 5; 10; 9; 8].

Коротковолновые инфракрасные лучи этого диапазона оказывают более сильное воздействие на пищевые продукты как за счет большей глубины проникновения, так и более эффективного воздействия на молекулярную структуру продуктов.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследованы физико-химические и другие свойства сортов дыни как объекта промышленной переработки.

Сахаристость дынь колеблется от 9 до 18 %. Поверхность спелого плода может быть гладкой, бугристой, сегментированной, морщинистой, с сетчатостью, свойственной определенному сорту [1]. По наибольшему поперечному диаметру плоды дынь делятся: при круглой или сплюснутой форме на: крупные – 22 см и выше, средние – 15–22 см, мелкие – до 15 см; при удлиненной форме на: крупные – 30 см и выше, средние – 25–30 см, мелкие – до 25 см. Мякоть дыни в период биологической спелости разделяют на четыре основных типа: расплывчатая, очень сочная, тает во рту; плотная, вязкая; хрустящая, арбузообразная; картофелеобразная, как будто рассыпчатая.

Химический состав дыни включает следующие компоненты в процентах относительно к сырому весу: сухие вещества колеблются от 9,5 до 15,6 %; фруктоза – от 0,75 до 2,02 %; глюкоза – от 1,1 до 2,8 %; сахароза – от 4 до 8 %; зольность – от 0,59 до 0,71 %; органические кислоты – от 8 до 56 мг%; пектиновые вещества – от 0,19 до 0,38 %; клетчатка – от 0,2 до 0,3 %; крахмал – от 0,06 до 0,11 %.

Кроме того, в состав дыни входят: вода, минеральные вещества Nа, К, Са, Мg, P, Fe, витамины В₁, В₂, РР, С (табл. 1).

Таблица 1.

Химический состав сортов дынь

Наиболее легкий сорт дынь, сохраняющий хорошие вкусовые качества до весны следующего года, – умырваки и т.д.

Лучшие сорта для переработки – ич-кзыл, амери и т.д.

Также можно отметить, что для сушки пригоден сорт дыни амери и т.д.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Эксперименты на этих установках проведены в следующей последовательности:

Нарезаны дыни, получены косточки, мякоть и кожица, на аналитических весах взвешена исходная масса каждой навески и произведено разделение на отдельные пробы.

Рисунок 1. Изменение влажности косточек дыни по времени при температуре 60 °С

Рисунок 2. Изменение влажности мякоти дыни по времени при температуре 60 °С

Исследовали изменения влажности косточек, мякоти и кожицы сортов дыни «Раис уруг» и «Харезм», осуществлен процесс сушки в сушильном аппарате с ИК-конвекцией. Результаты представлены на рис. 1–3 [3; 7]. Каждая навеска при этом достигла постоянного веса.

Рисунок 3. Изменение влажности кожицы дыни по времени при температуре 60 °С

Исходя из экспериментальных данных, становится ясно, что процесс сушки зависит от механической структуры сырья. Установлено, что использование ИК-излучения совместно с конвективной сушкой позволяет уменьшить дисперсность продукта и его влажность.

Список литературы:

1. Артиков А.А., Чориев А.Ж. Характеристика и питательная ценность сортов дыни, выращиваемых в Узбекистане // Хранение и переработка сельхозсырья. – М., 2001. – № 3. – С. 54–55.
2. Волончук С.К., Шорникова Л.П. Полноценное питание и инфра­красная сушка растительного сырья // Пищевая промышленность. – М., 1998. – № 5. – С. 6–8.
3. Джураев Х.Ф., Чориев А.Ж., Артиков А.А. К вопросу распределения влаги при сушке пластинчатых, коллоидно-капиллярно-пористых изделий на примере тонко нарезанной дыни // Хранение и переработка сельхозсырья. – М., 2002. – № 7. – С. 70–72.
4. Жураев Х.Ф., Базарбаева Д.Ш., Хикматов Д.Н. Системный анализ процесса переработки плодов // Хранение и переработка сельхозсырья. – М., 2001. – № 9. – С. 60–61.
5. Жураев Х.Ф., Додаев К.О., Чориев А.Ж. Технология переработки бахчевых культур // Хранение и переработка сельхозсырья. – М., 2001. – № 9. – С. 52.
6. Иванец В.Н., Романенко Ю.В., Чертилин Н.Г. Некоторые аспекты изучения процесса переработки травянистого растительного сырья, исполь­зуемого в пищевой промышленности и медицине // Хранение и переработка сельхозсырья. – М., 2004. – № 7. – С. 9–10.
7. Интенсификация процесса тепломассообмена при комплексной переработке сельхозпродуктов / А.Ж. Чориев, Х.Ф. Джураев, А.А. Артиков [и др.] // Хранение и переработка сельхозсырья. – М., 2003. – № 11. – С. 47–48.     
8. Исследование изменения влажности тыквы при ИК-конвективной сушке / О.Б. Самадов, Ш.К. Тухтаев, А.Ж. Чориев, К.О. Додаев [и др.] // Вестник Казахского университета технологии и бизнеса. – Казахстан, 2019. – № 4. – С. 47–51.
9. Оптимизация процесса ИК-конвективной сушки дыни / О.Б. Самадов, Ш.К. Тухтаев, К.О. Додаев, А.Ж. Чориев // Химия и химическая технология. – Ташкент, 2018. – № 2. – С. 64–68.
10. Особенности переработки бахчевых культур / Х.Ф. Жураев, К.О. Додаев, Р.А. Бабаяров, А.Ж. Чориев // Пищевая промышленность. – М., 2002. – № 11. – С. 40–41.
11. Рахимов Р.Х. Керамические нагреватели и их применение. Ч. III. – «Фаргона», 2005. – 316 с.
12. Сушка пыльцевой обножки в инфракрасных лучах / С.К. Волончук, Г.П. Чекрыга, Т.Т. Кузнецова, И.Г. Трещук // Пчеловодство. – 2010. – № 2. – С. 5–7.