Технологии сушки по результатам качественных показателей готовой продукции

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрены технологии сушки по результатам качественных показателей готовой продукции. Проведен выбор сортов инжира и яблок для осуществления промышленной сушки. Получены зависимости массовой доли влаги от времени сушки в образ­цах высушиваемых инжира и яблок. При работе ИК конвейерной сушилки в процессе прохождения поддона через восходящий и нисходящий участки камеры, где установлены токопроводящие шины, электроконтакторы замыкают электрическую цепь, вследствие чего подается напряжение на инфракрасные излучатели. ИК-лучи высокой интенсивности  отражаясь от поверхности рефлектора, направлены на слой высушиваемого продукта, который подвергается (до глубины 5- 15 мм) кратковременной высокотемпературной обработке в сочетании с наложением конвективного теплообмена. Постоянно находясь в режиме движения, продукт на всех поддонах усушивается равномерно.

ABSTRACT

The article discusses drying technologies based on the results of quality indicators of the finished product. Varieties of figs and apples for industrial drying were selected. The dependences of the mass fraction of moisture on the drying time in the samples of dried figs and apples are obtained. During the operation of the IR conveyor dryer, during the passage of the pallet through the ascending and descending sections of the chamber where the conductive buses are installed, the electric contactors close the electric circuit, as a result of which voltage is applied to the infrared emitters. High Intensity IR  being reflected from the reflector surface, they are directed to a layer of the dried product, which is subjected (to a depth of 5-15 mm) to short-term high-temperature processing in combination with the application of convective heat transfer. Constantly in the driving mode, the product is dried evenly on all pallets.

Ключевые слова: качество, сушка, тепло, инфракрасное излучение.

Keywords: quality, drying, heat, infrared radiation.

В связи с ростом спроса на сушеные натуральные овощи и фрукты в настоящее время общее представление о процессе их сушки получило заметное развитие. Сушка как процесс тепломассообмена рассматривается в широком плане закономерностей физико-химического, химического, биохимического превращений [1; 2].

Предполагается, что потери сахаров при сушке возникают благодаря ферментативным превращениям, частично неферментативным процессам. К неферментативным относятся реакции меланоидинообразования и карамелизации сахаров, уменьшающих их массовую долю в конечном продукте. Исследования количественных изменений исходных компонентов в сушеных овощах проведены в лаборатории Института химии растительных веществ АН РУз.

Конвективная сушка инжира с ИК предварительной обработкой способствует получению готового продукта с максимальным содержанием моно- и дисахаридов по истечении 5-ча­сового процесса сушки, которая составляет 72,3%. Массовая доля сахаров в образцах сушеного инжира, полученного сушкой с применением СВЧ и ИК-СВЧ предварительных обработок, соответственно составляет 61,6 и 61,2%, а также без предварительной обработки – 49,6%, кривые которых представлены на рисунке 1.

Рисунок 1. Графики зависимости содержания массовой доли сахаров от времени сушки в образцах сушеного инжира (форма нарезки – стружка)

Результаты анализа изменений показателей массовой доли сахаров в образцах су­шеного инжира также подтверждают преимущества конвективной сушки с предварительной обработкой в электромагнитном поле ИК-диапазона.

Необходимо выбрать оптимальную технологию из рассмотренных четырех вариантов. Рассматриваемая технология сушки включает два этапа: А, B. Полученный результат обозначим F. Математически это можно выразить в виде следующего уравнения:

А+В =F₁                                                                                         (1)

где А – процесс подготовки материала к сушке; В – процесс сушки (в нашем случае ИК-вакуумная сушка).

Включаем в эту схему предварительную обработку С. С представляет собой кратковременную обработку материала с импульсным энергоподводом ИК-диапазона (соответственно Е – предварительная обработка в электромагнитном поле СВЧ-диапазона, СЕ – предварительная обработка в электромагнитном поле ИК-СВЧ-диапазона). Тогда для процесса сушки получим еще 3 разных технологических процесса:

А+С+В= F₂                                                                                      (2)

А+Е+В= F₃                                                                                                         (3)

А+СЕ+В= F₄                                                                                     (4)

Если процессы А=const и В=const, т. е. неизменяемые для всех случаев, то придется выбрать оптимальную технологию, исходя из результата и подставляя только один критерий – качество продукта.

Используя самый простой метод – сравнение в оптимизации процесса сушки для всех выбранных овощей, получили оптимальную вторую технологию, результат которой обозначен как F₂. Это сушка с предварительной обработкой в электромагнитном поле ИК-диапазона.

Для сравнительного анализа были выбраны образцы сушеных овощей с оптимальными показателями массовой доли влаги и сахаров и содержанием витаминов, высушенные в течение 5 часов с предварительной обработкой в электромагнитном поле ИК-, СВЧ- и ИК-СВЧ-диапазонов, и образцы, высушенные в ИК-вакуумной установке в течение 6 часов без предварительной обработки.

Таблица 1.

Экспериментально полученные результаты при сушке инжира

В таблице 1 представлены результаты исследования органолептических показателей – внешнего вида, цвета и консистенции образцов инжира. Данные таблицы подтверждают преимущества совмещенного с ИК-предварительной обработкой спо­соба сушки инжира.

На основе результатов исследований разработаны принципиальные технологические схемы сушильных установок для реализации режима регулирования мощности теплоисточника, основной задачей которого является обеспечение подачи тепла в сушильную камеру в том количестве, сколько требуется последнего для процесса сушки и компенсации тепловых потерь сушильной камеры (через ограждающие элементы), а также уносимых отработанным сушильным агентом (т. е. сбросового тепла).

При работе ИК-конвейерной сушилки в процессе прохождения поддона через восходящий и нисходящий участки камеры, где установлены токопроводящие шины, электроконтакторы замыкают электрическую цепь, вследствие чего подается напряжение на инфракрасные излучатели. ИК-лучи высокой интенсивности  отражаясь от поверхности рефлектора, направлены на слой высушиваемого продукта, который подвергается (до глубины 5- 15 мм) кратковременной высокотемпературной обработке в сочетании с наложением конвективного теплообмена. Постоянно находясь в режиме движения, продукт на всех поддонах усушивается равномерно.

Рисунок 2. Лабораторная сушильная установка

Для правильного подбора расстояния между поверхностью рефлектора и слоя высушиваемого продукта при проведении лабораторных исследований в 2017 году разработчиками составлено техническое задание лабораторного макета сушильной установки, произведен расчет материала и комплектующих изделий, а также изготовлен лабораторный макет сушильной установки (рис. 2-3).

При разработке технологических схем ИК-конвейерных сушильных установок учтена возможность комбинированного использования энергии Солнца и традиционных источников тепла, а также применения осциллирующего режима сушки.

Рисунок 3. Общий вид лабораторной сушильной установки

Для ИК-конвейерной сушильной установки процесс сушки предусматривается вести дополнительным генерированием энергии солнечного излучения путем регенерации сушильного агента между стенкой сушильной камеры и светопрозрачной оболочкой, а также с использованием регенеративных теплообменных устройств.

Так как задачей исследований является обеспечение равномерности сушки продукта в устойчивом конвективном режиме с использованием солнечной энергии и частичной регенерацией отходящего сбросового тепла, поставленная задача исследования решается следующим образом.

Из приведенных выше анализов можно сделать вывод, что конвективная сушка с ИК-предварительной обработкой позволяет сократить время сушки примерно на 60 мин и снижать температуру процесса с 100 до 80⁰С, тем самым экономить затраты энергии.

Список литературы:
1. Пути разработки инновационных технологий объемной переработки сельхозпродуктов / К.Т. Норкулова, З.С. Искандаров, Ж.Э. Сафаров, Б.М. Жумаев // Междунар. симпозиум «Микроорганизмы и биосфера» Microbios-(25-27 ноября 2015 г. Ташкент). – Ташкент, 2015. – С. 267-268.
2. Сафаров Ж.Э., Жумаев Б.М. Мева-сабзавотларни қуритиш технологияси // «Машинасозлик техникаси ва технологияси холати ва келгуси тараққиёти» мавзусидаги Республика миқиёсидаги анжуман. – Тошкент, 2016. 87-89 б.