СПОСОБ ВАКУУМНОЙ СУШКИ ЯГОД Российский патент 2012 года по МПК A23B7/02 

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к производству различных видов сушеных ягод.

Известен способ сушки растительных материалов, заключающийся в том, что теплоноситель в системе сушильная камера - теплообменник-конденсатор - направляют по замкнутому циклу движения - выход из камеры сушки - вход в теплообменник-конденсатор - выход из теплообменника-кондесатора - вход в камеру сушки. Теплоноситель обезвоживают путем конденсации паров влаги, находящихся в теплоносителе, на стенках радиатора теплообменника-конденсатора, после чего теплоноситель вновь нагревают до температуры 85-95°С и пропускают через сушильную камеру до момента воздействия вакуумного импульса на высушиваемый продукт. Образовавшаяся в теплообменнике-конденсаторе влага удаляется из него путем открытия клапанов, соединяющих теплообменник-конденсатор со шлюзовой камерой.

Недостатком данного способа является длительность процесса сушки вследствие использования воздуха в качестве сушильного агента и низкое качество высушенного продукта из-за неравномерного распределения влаги при сушке.

Известен способ вакуумной сушки пищевых продуктов, включающий в себя загрузку продукта в камеру на поддонах, откачивание газа из камеры с помощью вакуумного насоса до давления 4-8 кПа, перемешивание продукта вибрацией и нагрев продукта инфракрасным излучением до 30-50°С. Конденсация пара осуществляется проточной водой. Процесс управляется микроконтроллером, работающим по определенному алгоритму.

Недостатками данного способа являются необходимость наличия источника проточной воды и подвода водопроводных магистралей, сложность конструкции и высокая длительность процесса сушки из-за низкой температуры нагрева.

Наиболее близким по реализации и получаемому результату является способ вакуумной сушки сыра, который включает в себя измельчение продукта в поддон до требуемых размеров и толщины слоя 5-50 мм, вакуумную сушку при остаточном давлении (2-15) кПа, температуре (30-70)°C. И плотности теплового потока (0,5-40) кВт/м².

Данный способ характеризуется высокими энергетическими затратами и низкими качественными показателями высушенного продукта.

В основу изобретения положена задача создания технологии получения сухих ягод, имеющих высокие качественные показатели при сокращении продолжительности процесса сушки и снижении удельных затрат энергии.

Поставленная задача достигается тем, что ягоды предварительно бланшируют и измельчают до размеров 5-10 мм. Измельчение производят непосредственно в поддон в один слой. Затем ягоду подвергают вакуумной сушке. Остаточное давление в камере на первом этапе сушки составляет (8-12) кПа, а температура сушки равна (60-65)°С. Первый этап характеризуется постоянной скоростью сушки. Более высокое давление позволяет сократить энергозатраты на данном этапе сушки, при этом удаляется основная часть влаги в продукте - осмотически связанная влага и влага в микрокапиллярах. На втором этапе сушки давление в камере понижается до (3-4) кПа, а температура повышается до (70-80)°С. Данный этап характеризуется падающей скоростью сушки, при этом удаляется влага моно- и полимолекулярной адсорбции. Плотность теплового потока в зависимости от вида ягод составляет (3,85-7,35) кВт/м².

Для отвода водяных паров из сушильной камеры используется испаритель холодильной машины.

Продолжительность процесса сушки в зависимости от вида ягод, толщины слоя сушки, формы и размеров измельчения, температуры в сушильной камере, тепловой нагрузки и величины остаточного давления составляет (4-6) часов, массовая доля влаги в различных видах сухих ягод (2-4) %.

Способ осуществляли следующим образом. Свежую или замороженную ягоду при необходимости измельчали до нужных размеров. Измельчение осуществляли в сушильный поддон в один слой. Затем поддон с ягодой устанавливали в вакуумную камеру, где сушили при требуемой температуре, остаточном давлении и тепловой нагрузке.

Важными характеристиками процесса обезвоживания являются параметры сушки, включающие в себя температуру нагрева, остаточное давление в камере и плотность теплового потока. В аналоге и прототипе не учитывается рациональное сочетание этих параметров в зависимости от индивидуальных свойств различных видов ягод.

Результаты экспериментов показывают, что для ягод с большой массовой долей влаги (85-90%) и тонким эпительным слоем (клубника, клюква) остаточное давление на первом этапе сушки должно составлять (10-12 кПа), а температура второго этапа сушки должна быть ниже и составлять 70…75°С, ягоды с меньшей массовой долей влаги (смородина, малина) необходимо сушить при меньшем остаточном давлении в камере на первом этапе сушки (8-10 кПа) и большей температуре на втором этапе сушки (75-80°С).

Кроме вышеприведенных параметров процесса обезвоживания на длительность сушки влияет также толщина слоя сушки, форма, размер и физико-химические свойства ягоды, а также температура на поверхности испарителя холодильной машины.

Приведенные параметры процесса сушки, а также операции по подготовке ягоды перед сушкой (измельчение до требуемых размеров и укладка в поддон) позволяют обезвоживать практически все виды ягод с различной массовой долей влаги, формой и размерами.

Примеры осуществления способа.

Пример 1. Брали черную смородину с массовой долей влаги 82,49% и укладывали в поддон в 1 слой. Затем поддон с черной смородиной устанавливали в вакуумную камеру и запускали процесс сушки. Температура на первом этапе сушки была равна 65°С, а остаточное давление - 8-10 кПа. Продолжительность первого этапа сушки составила 2,5 часа. На втором этапе сушки температура была равна 80°С, а остаточное давление - 3-4 кПа. Продолжительность второго этапа сушки составила 2 часа. Сушка проходила при тепловой нагрузке 5,5 кВт/м². Общая продолжительность сушки составила 4,5 часа, массовая доля влаги в сухой ягоде была равна 2,5%.

Сухая смородина представляет собой пустую деформированную оболочку черного цвета с характерным запахом. Оболочка пластически деформируется при сдавливании.

Пример 2. Брали малину с массовой долей влаги 83,4%, разрезали пополам и укладывали в поддон в 1 слой. Затем поддон с малиной устанавливали в вакуумную камеру и запускали процесс сушки. Температура на первом этапе сушки была равна 65°С, а остаточное давление - 8-10 кПа. Продолжительность первого этапа сушки составила 3 часа. На втором этапе сушки температура была равна 75°С, а остаточное давление - 3-4 кПа. Продолжительность второго этапа сушки составила 2 часа. Сушка проходила при тепловой нагрузке 3,85 кВт/м². Общая продолжительность сушки составила 5 часов, массовая доля влаги в сухой ягоде составила 2,9%.

Сухая малина имеет деформированные пустые гранулы с характерным запахом, легко крошится при сдавливании. Цвет - темно-красный с фиолетовым оттенком.

Пример 3. Брали клубнику с массовой долей влаги 88,88%, разрезали на 4 части и укладывали в поддон в 1 слой. Затем поддон с клубникой устанавливали в вакуумную камеру и запускали процесс сушки. Температура на первом этапе сушки была равна 65°С, а остаточное давление - 10-12 кПа. Продолжительность первого этапа сушки составила 2,5 часа. На втором этапе сушки температура была равна 70°С, а остаточное давление - 3-4 кПа. Продолжительность второго этапа сушки составила 1,5 часа. Сушка проходила при тепловой нагрузке 7,35 кВт/м². Общая продолжительность сушки составила 4 часа, массовая доля влаги в сухой ягоде составила 3,2%.

Сухая клубника имеет деформированную форму красного цвета с характерным запахом, легко рассыпается при сдавливании.

Пример 4. Брали клюкву с массовой долей влаги 88,28% и укладывали в поддон в 1 слой. Затем поддон с клюквой устанавливали в вакуумную камеру и запускали процесс сушки. Температура на первом этапе сушки была равна 65°С, а остаточное давление - 10-12 кПа. Продолжительность первого этапа сушки составила 2,5 часа. На втором этапе сушки температура была равна 75°С, а остаточное давление - 3-4 кПа. Продолжительность второго этапа сушки составила 1,5 часа. Сушка проходила при тепловой нагрузке 5,5 кВт/м². Общая продолжительность сушки составила 4 часа, массовая доля влаги в сухой ягоде составила 2,6%.

Сухая клюква представляет собой пустую деформированную оболочку ярко-красного цвета с характерным запахом, легко крошится при сдавливании.

В результате применения данного способа сушки сокращается продолжительность процесса обезвоживания, снижаются удельные затраты теплоты, а следовательно, и себестоимость высушенного продукта.

Источники литературы

1. Патент РФ №2300893, МПК⁷ А23В 7/02, F26B 5/04. Способ сушки растительных материалов / Голицын В.П., Голицына Н.В. - №2005133539/13; заявл. 31.10.2005; опубл. 20.06.2007 (аналог).

2. Патент РФ №2279020, МПК⁷ F26B 5/04. Способ вакуумной сушки пищевых продуктов / Попов A.M., Белокуров А.Г., Попов А.А. - КемТИПП. - №2004133432/13; заявл. 16.11.2004; опубл. 27.06.2006 (аналог).

3. Патент №2405352. Способ вакуумной сушки сыров / Л.А.Остроумов, А.Ю.Просеков, В.А.Ермолаев; Заявитель ГОУ ВПО Кемеровский технологический институт пищевой промышленности; №2009121003/13, заявл. 02.06.2009; опубл. 10.12.2010, бюл. 34 (прототип).

Изобретение относится к пищевой промышленности. Измельченные ягоды до размера 5-10 мм в один слой помещают в вакуумную камеру и запускают процесс сушки. На первом этапе сушки остаточное давление в камере составляет (8-12) кПа, а температура сушки равна (60-65)°С. На втором этапе сушки давление в камере понижается до (3-4) кПа, а температура повышается до (70-80)°С. Способ позволит создать технологию получения различных видов сушеных ягод, имеющих высокие качественные показатели при сокращенной продолжительности процесса сушки и низких затратах энергии. 4 пр.

Способ вакуумной сушки ягод, характеризующийся тем, что сушка осуществляется в два этапа, измельченную до 5-10 мм в один слой ягоду помещают в вакуумную камеру, где на первом этапе сушки остаточное давление поддерживают на уровне 8-12 кПа, а температура составляет 60-65°С, а на втором этапе сушки остаточное давление понижают до 3-4 кПа, а температуру повышают до 70-80°С при величине тепловой нагрузки 3,85-7,35 кВт/м² и сушат до достижения ягоды влажности 2-4%.