РАЗРАБОТКА КОМБИНИРОВАННОГО МЕТОДА СУБЛИМАЦИОННОЙ И ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СУШКИ

АННОТАЦИЯ

Исследования показали, что использование микроволн в качестве нагревателя при сублимационной сушке ускоряет процесс сушки. В камере сублимационной сушки установлен магнетрон с частотой 2450 МГц, что обеспечивает протекание процесса СВЧ-сублимации.

Результаты анализа показали, что процесс микроволновой сублимационной сушки не оказал негативного влияния на органолептические показатели и объем сливы венгерского сорта, при этом время сушки значительно сократилось.

ABSTRACT

Studies have shown that the use of microwaves as a heater in freeze drying speeds up the drying process. A magnetron with a frequency of 2450 MHz is installed in the freeze-drying chamber, which ensures the microwave sublimation process.

The results of the analysis showed that the process of microwave freeze drying did not adversely affect the organoleptic characteristics and volume of the Hungarian variety plum, while the drying time was significantly reduced.

Ключевые слова: давление, герметично закрываются, замороженные, магнетроны, влажностью продукта, экспериментов.

Keywords: pressure, hermetically sealed, frozen, magnetrons, product humidity, experiments.

Введение. Cовременное состояние и тенденции развития теории и техники процесса сублимационной сушки сельскохозяйственной продукции, особенно фруктов, систематизированы сведения о технологических свойствах овощей и фруктов как объекта сушки. Представлены результаты исследования процесса сушки, способов и устройств для сушки овощей и фруктов. На основании расчета уровня целостности и устойчивости системы была выявлена ​​плохо организованная зона переработки овощей и фруктов. Эта глава носит аналитический характер и направлена на формирование основной концепции исследования [1.2].

Результаты исследований. Технология микроволновой сублимационной сушки помогает передавать необходимую энергию замороженному полю в виде электромагнитных волн, независимо от тепловых свойств высушенного слоя. Затем электромагнитное поле распространяется на замороженное поле и повышает его температуру. Поскольку влага находится в ледяном состоянии, распространение происходит во всей замороженной массе. Фактически это создает нагрев внутреннего объема. Исследования показали, что уменьшение (сокращение) объема сублимационной и воздушно-сушеной слив составляет примерно 6,6% и 80% соответственно [3.4].

В исследованиях изучались методы сублимационной сушки и микроволновой сублимационной сушки. Было обнаружено, что метод замораживания с использованием микроволн за счет объемного нагрева сокращает время сушки до 20%.

Известно, что нагревание замороженных фруктов с помощью микроволновой энергии вызывает повышение температуры замороженного образца. При увеличении объемной температуры молекулы замороженной воды получают достаточную энергию и переходят из твердой фазы в газовую (сублимация молекулы замороженной воды). Эти молекулы воды движутся в вакуумное поле камеры (из застывшей массы). Другими словами, продукт сушат, переводя влагу в виде льда в парообразное состояние.

Процесс замораживания образца начинается с внешнего слоя. Новое поле появляется в замороженной массе в условиях глубокого вакуума и между высохшими участками. Со временем граница между высушенной и замороженной областями меняется, и замороженный объем продукта становится тоньше, увеличивая объем высушенной области. 

Давление в обеих камерах одинаковое, давление в камерах составляет 5-10 Па. Замороженные образцы помещаются в центр сушильной камеры поддона, в одной камере они регулируются традиционным нагревательным агентом, то есть температурой камеры, регулируется тенами, тогда как во второй камере вместо ионов используются магнетроны, а нагревательный микроволны действует агент подогрева.

На рис.1 показана блок-схема технологии сублимационной сушки сорта «Венгерка», выбранного для исследования слив. Экспериментальные исследования проводились на лабораторном оборудовании ООО «Sunny Land Products».

Рисунок 1. Блок-схема технологии сублимации фруктов и микроволновой сублимационной сушки

Замороженные образцы сушат одновременно сублимационной сушкой в ​​двух камерах и микроволновой сублимационной сушкой.

Давление в обеих камерах одинаковое, давление в камерах составляет 5-10 Па. Замороженные образцы помещаются в центр сушильной камеры поддона, в одной камере они контролируются обычным нагревательным агентом, то есть температурой в камере через тены, вторая камера содержит магнетроны вместо ионов, а микроволны действуют как нагревательный агент.

Отобранные для исследования образцы слив, замороженные при -20°С, помещают на поддоны в сушильные камеры. Дверца камеры герметично закрываются, срабатывает система вакуумного отсоса. Далее следует процесс сублимационной сушки в камере. Через определенное время давление в камере начинает снижаться и давление в камере устанавливается примерно на 5-10 Па. Это указывает на то, что вакуумное состояние камеры достигло желаемой точки, и вакуумная система выключается. Затем в камерах активируется осушающий агент. Время сушки напрямую связано с влажностью продукта и теплового агента в камерах, и определение режимов этих процессов проводилось на основе экспериментов.

В экспериментах основной процесс - сублимационная сушка - проводился в цилиндрической сушильной камере. Исследования показали, что использование микроволн в качествев теплового агента при сублимационной сушке ускоряет процесс сушки.

В сублимационной сушильной камере установлен магнетрон с частотой 2450 МГц, что позволяет протекать процессу микроволновой сублимации. В этом случае температура воздуха в камере находится в заданном диапазоне, т.е. от 0 до 40°С. Принцип работы магнетрона в процессе сушки периодический и напрямую зависит от показаний температуры.

Рисунок 2. Изменения влажности при сушке слив в микроволновой и традиционной сублимационной сушке

Результаты анализа показали, что процесс сублимационной сушки в микроволновой печи не повлиял отрицательно на органолептические характеристики и объем сорта сливы «Венгер», в то время как время сушки было значительно сокращено (Рис. 3).

Скорость микроволновой сублимационной сушки слив была выше, чем у традиционной сублимационной сушки. При этом, установлено, что образцы сушеной сливы сохранили свои органолептические характеристики по сравнению с продуктами, высушенными традиционными методами сублимации. Это, в свою очередь, показывает, что высокая эффективность может быть достигнута за счет использования метода сублимационной сушки продуктов с помощью микроволн, чтобы повысить эффективность производства продуктов сублимационной сушкой и сократить время сушки.

Показатели качества сухофруктов определяются органолептическими и физико-химическими требованиями ГОСТ 32065-2013.

Выводы. Требуемая влажность высушенных фруктов по ГОСТ у не должна превышать 14% (для высушенного чернослива, который хранится до 1 года.). Этот показатель составляет 8% по сравнению с образцами, высушенными сублимацией. Влагосодержание образцов сливы, высушенных в течение 20 часов традиционным методом сублимации, составило 8%. Влажность образцов сливы, высушенных микроволновым сублимационным методом в течение 15 часов, составила 8%. Результаты представляют собой среднее значение после нескольких лабораторных анализов, и на основании анализа можно сделать вывод, что метод микроволновой сублимации значительно сокращает время сушки и, в свою очередь, обеспечивает снижение энергопотребления.

Список литературы:

1. M.Meliboyev, U.Qodirov, U.Mannopov, M.Aripov, Sh.Mamatov. Improvement of dill freeze-drying technology// Web of conferences 222, http://doi.org/10.1051/e3sconf/2020222030022 . – 2020.- 1-5.b.
2. M.Meliboyev, Sh.M.Mamatov, M.Aripov, B.Shamsutdinov. Advantages of quick-freezing technology of cherry// International journal of innovative technology and exploring engineering (IJITEE) (Hindiston). ISSN: 2278-3075, Volume-9, Issue-3 January 2020 3254-3256 b.
3. M.Meliboyev, Sh.Mamatov, M.Aripov, U.Qodirov, S.M.Turabdjanov Improving of quick-freezing of cherry// Journal of critical reviews (Amerika) 17.06.2020-ISSN 2577-2058. – 1749-1752.b.