СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СУШЕНЫХ ПРОДУКТОВ ИЗ КАРТОФЕЛЯ И ОВОЩЕЙ Российский патент 1997 года по МПК A23B7/02 A23B7/03 

Изобретение относится к овощесушильной промышленности, а более конкретно к способам производства сушенных продуктов из картофеля и овощей.

Известен способ производства быстроразвариваемых сушеных продуктов из картофеля и овощей (а.с. СССР 824944, кл. А 23 В 7/02). Этот способ включает в себя процессы мойки, очистки, резки, бланшировки, термической обработки и сушки. Согласно данному техническому решению бланшировку, термическую обработку и сушку проводят конвективным путем одним теплоносителем при его движении относительно продукта со скоростью 0,5 5 м/с c постепенным снижением температуры теплоносителя от 150 300 до 105 110^oC в течение 30 60 мин, при этом бланшировку проводят в течение 1 5 мин, термическую обработку 4 10 мин и сушку 25 45 мин.

Осуществление термических процессов в один прием по известному способу обеспечивает снижение их продолжительности. Способ обеспечивает интенсификацию термических процессов и упрощение производства.

Недостатком известного способа является относительно невысокое качество продукта из-за значительной потери питательных веществ вследствие воздействия высоких температур теплоносителя.

Известен способ производства сушеного картофеля по а.с N 1540784, кл. А 23 L 1/216).

Согласно известному способу сушку на первой стадии совмещают с гигротермической обработкой и проводят ее при температуре и влагосодержании теплоносителя соответственно 120 140^oС и 200 250 г/кг сухого воздуха в течение 10 20 мин, на второй стадии температуру теплоносителя снижают до 90 100^oC и сушку ведут в течение 20 25 мин, на третьей стадии температуру теплоносителя поддерживают равной 60 70^oC и сушку ведут в течение 60 - 80 мин, а влагосодержание теплоносителя на второй и третьей стадиях снижают до 10 20 г/кг сухого воздуха, причем скорость теплоносителя на всех стадиях сушки создают равной 1,5 2,0 м/с.

Известный способ получения сушеного картофеля позволяет интенсифицировать процесс и получить быстроразваривающийся картофель, т.е. повысить качество сушки.

Недостатком известного способа является длительное время обезвоживания до требуемой конечной влажности (обычно 6^oC11%), т.к. процесс идет в плотном слое при низкой эффективности теплообмена.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является взятый за прототип способ получения сушеных продуктов из картофеля и овощей в кипящем слое (Гинзбург А.С. Резчиков В.А. Сушка пищевых продуктов в кипящем слое. М. Пищевая промышленность, 1966, с.118).

Согласно известному способу, сушку предварительно обработанных и нарезанных овощей происходит в кипящем слое при осциллирующем режиме изменения температуры теплоносителя на входе в слой с максимальной температурой 100^oC220^oC, минимальной температурой 20^oC60^oC и периодом осциллирования 20^oC80 с.

Недостатком известного способа является существенное ослабление интенсивности испарения влаги из высушиваемого продукта на стадии охлаждения по сравнению со стадией нагрева периода осциллирования, что приводит к снижению удельной производительности процесса сушки в среднем по периодам. Это, в свою очередь, свидетельствует о недостаточно высоком качестве получаемого продукта.

Задача состоит в повышении качестве получаемого продукта.

Технический результат, обеспечиваемый предлагаемым техническим решением, заключается в повышении удельной производительности процесса обезвоживания.

Так же как и прототип, предлагаемый способ производства сушеных продуктов из картофеля и овощей включает процессы мойки, очистки, резки, бланшировки, химической обработки, например, раствором сернистого натрия и обезвоживание в кипящем слое при осциллирующем режиме изменения температуры теплоносителя на входе в слой.

Отличие предлагаемого способа от прототипа состоит в том, что процесс обезвоживания производят с периодом осцилляций температуры теплоносителя 2 - 14 мин при максимальной температуре теплоносителя не выше 160^oC и минимальной температуре не ниже 60^oС, причем амплитуда осцилляций составляет 5 35^oC.

Заявляемый способ производства сушеных продуктов позволяет сократить время сушки до конечной требуемой влажности и получить продукт более хорошего качества.

Заявляемый способ включает процессы мойки, очистки, резки, бланшировки, химической обработки, например, раствором сернистого натрия и обезвоживание в кипящем слое при осциллирующем режиме изменения температуры теплоносителя на входе в слое. Процесс обезвоживания производят с периодом осцилляций температуры теплоносителя 2 14 мин при максимальной температуре теплоносителя не выше 160^oC и минимальной не ниже 60^oC, причем амплитуда осцилляций составляет 5 35^oC.

Сущность заявляемого способа заключается в согласовании периода осцилляций (колебаний) температуры теплоносителя, подаваемого в кипящий слой с характерными временными распространениями тепла по объему высушиваемых частиц (кубиков, пластин), которое достигается для обычных, чаще всего применяющихся линейных размеров частиц 3 15 мм (как было установлено авторами) именно в диапазоне периодов осцилляций температуры от 2 до 14 мин. Такое согласование позволяет формировать внутри частиц квазирезонансные волновые потоки тепла (от наружной поверхности частиц к центру и обратно) и влаги (от центральной части к наружной поверхности частиц), что приводит к значительному ускорению процесса обезвоживания. Квазирезонансное ускорение процесса обезвоживания имеет наибольший эффект в начальный период сушки 30 40 мин, т. е. в период удаления, в основном, свободной межклеточной влаги, а также позволяет значительно сократить время сушки до конечной требуемой влажности и получить продукт более хорошего качества.

При максимальной температуре осцилляций выше 160^oC ускорение процесса обезвоживания по предлагаемому способу не наблюдается из-за образования плотной корки на поверхности частиц, а при минимальной температуре осцилляций ниже 60^oC интенсивность испарения влаги падает из-за снижения движущей силы процесса теплового переноса. Образованию плотной корки на поверхности частиц, препятствующей поступлению влаги из внутреннего объема частиц, способствует также увеличение амплитуды осцилляций до 35^oC. При амплитуде осцилляций температуры ниже 5^oC положительного эффекта от проведения процесса сушки по предлагаемому способу не наблюдается.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

Картофель и овощи моются, очищаются от кожицы, нарезаются на кубики или пластины нужного размера, бланшируются и обрабатываются раствором сернистого натрия. Обработанные кубики или пластины подаются на решетку сушилки кипящего слоя установки. Теплоноситель подается через блок паровых калориферов под решетку сушилки кипящего слоя, взвешивает слой частиц на решетке, передает им свое тепло и уносит испаренную влагу из установки. Заданные величины амплитуд колебаний температур теплоносителя и периодов осцилляций обеспечиваются соответствующими периодическими изменениями расхода пара, которые осуществляются с помощью регулирующих клапанов по командам управляющего устройства.

Пример 1. Вымытый, очищенный от кожуры картофель, нарезанный на кубики 9 х 9 х 9 мм, обработанный раствором сернистого натрия, загружается в сушилку кипящего слоя с начальной загрузкой материала 40 кг/м². Удельный расход ожижающего теплоносителя 4 кг/м². Максимальная температура теплоносителя под решеткой Т_max 113^oC, минимальная - Т_min=77^oC. амплитуда осцилляций температуры А 18^oC). Период осцилляций Т 10 мин. Начальная влажность сырья была равна 82% Конечная влажность была задана 10% Содержание крахмала в исходном сырье составило 58,4 мг% содержание аскорбиновой кислоты 98 мг%
Удельная производительность сушки, определявшаяся по изменению массы материала на решетке, оказалась равной: в среднем за первые 10 мин обезвоживания q_0-10 112 кг/м² ч, за вторые 10 мин - q_10-20 39 кг/м², за третьи 10 мин q_10-30 26 кг/м², или в среднем за 30 мин сушки q_0-30 59 кг/м² ч. Влажность продукта на 30-й мин сушки оказалось равной 34%
Содержание крахмала в готовом продукте (влажности 10%) снизилось до 48,4 мг% а аскорбиновой кислоты до 58,3 мг% Обезвоживание по способу-прототипу проводилось при той же загрузке сушилки кипящего слоя (40 кг/м²) и том же удельном расходе теплоносителя (4 кг/м² ч).

Период осцилляций температуры потока теплоносителя составил 72 с (1,2 мин), максимальная температура Т_max 150^oC, минимальная температура Т_min 40^oC (A 55^oC).

Удельная производительность обезвоживания составила: , , или в среднем за 30 мин сушки . Влажность продукта через 30 мин сушки W₃₀ 58% Cодержание крахмала в готовом продукте 39,2 мг аскорбиновой кислоты 41,1 мг Поскольку содержание аскорбиновой кислоты оказывается более чувствительным параметром, то эта величина далее принята показателем качества готового продукта.

Данные по примерам 2 12 сведены в табл. 1.

Пример 13. То же, что и в примере 1, но при Т_max 128^oC, T_min 88^oC, A 20^oC, Т 8 мин. Линейный размер кубиков картофеля 9 мм.

Получились результаты:
, среднее за 30 мин сушки . Влажность через 30 мин сушки W₃₀ 35%
Содержание аскорбиновой кислоты в готовом продукте С 57,8 мг% (крахмала, К 49,8 мг%).

Сушка по способу-прототипу проводилась при Т_max 168^oC, Т_min 48^oC А 60^oC, T 1,2 мин.

Получено: , W₃₀ 52% C 43,6 мг% К 41,6 мг (в среднем за 30 мин сушки .

Данные по примерам 14 19 сведены в табл. 2.

Пример 20. То же, что и в примере 1, но при Т_max 137^oC, Т_min 113^oC, A 12^oC, Т 6 мин, линейный размер кубиков картофеля l 10 мм.

Получились результаты: W₃₀ 51%
Содержание аскорбиновой кислоты в конечном продукте (влажностью 10%) С 41,3 мг%
Сушка по способу-прототипу проводилась при Т_max 200^oC, T_min 50^oC, (A= 75^oC), Т 1,2 мин, при той же загрузке 40 кг/м² и линейных размерах частиц 10 мм.

Средняя удельная производительность за первые 10 мин сушки оказалась равной , в среднем за 30 мин влажность через 30 мин сушки W₃₀ 56% содержание аскорбиновой кислоты в конечном продукте (W_k=10%) C 38,3 мг%
Пример 26. Вымытая, очищенная от кожуры морковь, нарезанная на пластины 4 х 8 х 8 мм, загружается в сушилку кипящего слоя с начальной загрузкой 40 кг/м². Удельный расход ожижающего теплоносителя 4 кг/м² c. Максимальная температура теплоносителя на входе в кипящий слой Т_max 125^oC, Т_min 85^oC, амплитуда осцилляций температуры 20^oC. Период осцилляций температуры 8 мин. Начальная влажность W_o 88,5% Влажность конечного продукта принята W_k 11% Начальное содержание аскорбиновой кислоты 47,3 мг%
Удельная производительность обезвоживания оказалась равной: в среднем за первые 10 мин сушки q₁₀ 132 кг влаги/м² ч, в среднем за 30 мин сушки q₃₀ 65,3 кг/м² ч.

Влажность продукта на 30-й мине сушки W₃₀ 32%
Содержание аскорбиновой кислоты в конечном продукте 34,5 мг%
Обезвоживание по способу прототипу проводилась при Т_max 170^oC, T_min 40^oC, (А 65^oC), Т_осц. 1,2 мин. Средняя удельная производительность за первые 10 мин сушки оказалась равной q₁₀ 89 кг/м²ч, в среднем за 30 мин q₃₀ 52 кг/м² ч.

Влажность продукта через 30 минуте сушки W₃₀ 52% Содержание аскорбиновой кислоты в конечном продукте С 23,7 мг%
Аналогичные результаты получены при обезвоживании свеклы, репы, тыквы.

Использование: пищевая промышленность, в частности способ производства сушеных продуктов из картофеля и овощей. Сущность изобретения: способ включает процессы мойки, очистки, резки, бланшировки, химической обработки, например, раствором сернистого натрия и обезвоживание в кипящем слое при осциллирующем режиме изменения температуры теплоносителя на входе в слой. Процесс обезвоживания производят с периодом осцилляций температуры теплоносителя 2-14 мин при максимальной температуре теплоносителя не выше 160^oC и минимальной не ниже 60^oС, причем амплитуда осцилляций составляет 5-35^oC. 3 табл.

Способ производства сушеных продуктов из картофеля и овощей, включающий процессы мойки, очистки, резки, бланшировки, химической обработки, например, раствором сернистого натрия, и обезвоживания в кипящем слое при осциллирующем режиме изменения температуры теплоносителя на входе в слой, отличающийся тем, что процесс обезвоживания производят с периодом осцилляций температуры теплоносителя 2 14 мин при максимальной температуре теплоносителя не выше 160^oС и минимальной не ниже 60^oС, причем амплитуда осцилляций составляет 5 35^oС.