Способ конвективной сушки овощных и фруктовых выжимок Советский патент 1982 года по МПК F26B3/06 A23B7/02 

() СПОСОГ КОНВЕКТИВНОЙ СУШКИ ОВОЩНЫХ И ФРУКТОВЫХ ВЫЖИМОК

Изобретение относится к технологии сушки термолабильных материалов, в частности, выжимок столовой свеклы. При переработке столовой свеклы на сок получаемую при этом выжимку, являющуюся отходом производства, не подвергали сушке. Между тем выжимка столовой свеклы обладает высокой пищевой ценностью. В ней содержится значительное количество углеводов, в частности, до Q% Сахаров, биологически активные вещества. После переработки столовой свеклы на сок в выжимке остается до kQ% красящих пигментов ( бет анина и бетаксантина), которым присуща высокая биологическа активность. Установлено,.что красящи пигменты столовой свеклы задерживают развитие рака в организме человека и животных. Присутствие бетанина в пище ребенка, например, стимулирует его рост и способствует лучшему усво ению витамина . Кроме того, бетаНИН, наряду с такими азотистыми веществами, как глутаминовая кислота, аргинин и аспарагин, участвует в обменных процессах. В столовой свеклы содержатся белки, состоящие из различных аминокислот, к которьм относятся протеин, лизин и др. Из минеральных веществ преобладает железо, которое необходимо для питания людей, больных анемией. Наличие в свекловичной выжимке таких органических кислот, как яблочная и щавелевая, делает ее важным продуктом в диетическом питании.при почечно-каменном заболевании. Все это свидетельствует о том, что выжимку столовой свеклы целесообразно использовать в качестве пищевого красителя и наполнителя для различных пищевых производств. Ввиду того, что свекловичная выжимка является термолабильным материалом, содержащим органические соединения, т.е. вещества, которые при воздействии повышенных.температур разрушаются или значительно изменяются с потерей биологической и питатель ной ценности, сушка ее представляет значительную сложность. Поэтому для осуществления процесса сушки очень важен выбор рационального способа и оптимальных ре химов с учетом технологических свойств высушиваемого проду $та, чтобы предотвратить возйикновение в нем необратимых процессов. Известен способ сушки виноградных выжимок для производства корма. При осуществлении этого способа удаление влаги из предварительно измельченных выжимок проводят при последовательной непрерывной обработке, продукта в три стадии в потоке сушильного агента с пс степенным понижением температуры от первой стадии к последней После третьей стадии выжимки подверга ют двустадииному охлаждению, а перед второй стадией охлаждзнные дробят до состояния муки с получением при этом готового продукта с остаточной влажностью 10-12. Температура сушильного агента на первой стадии 530-Г)60°С, на второй 240-270 С, на третьей 1бО-180 С 1. Указанный способ невозможно исполь зовать для сушки свекловичной выжим(ф из-за очень .высокой температуры сушильного агента, которая приводит к полному разрушению органических соединений, т.е. порче продукта. Известен также способ сушки выжим ки цитрусовых плодов, заключающийся в том, что сырую выжимку формуют в виде тел цилиндрической или призматической формы , причем во время формования выжимку прогревают до 80-90 С, затем сушат при температуре теплоносителя, не превышающей 10П°С, в течение 50-60 мин до влажности 10-12 при скорости теплоносителя 2,5-3,5 м/с досушку выжимки производят при температуре теплоносителя БОбО С и скорости 1, м/с в течение 25-30,м до конечной влажности 4-6. Влагосодержание теплоносителя в течение все го процесса сушки, поддерживают равным 10-15 г/кг сухого вещества 2. Отрицательной стороной этого способа является недостаточная интенсив ность процесса, приводящая к увеличе . нию времени сушки, что обуславливает низкую производительность при технической реализации способа, К тому же большая длительность процесса сушки приводит к разрушению части красяих пигментов и других биологически актионых веществ, что снижает качество готового продукта. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ сушки яблочной выжимки, при котором сушку ведут в два этапа горячим воздухом. Сырую выжимку, отформованную в виде тел цилиндрической или призматической формы диаметром 10 мм, размещают в один слой с шагом 1014 мм на поддоны и обдувают воздухом с температурой 140-170°C в течение 90 мин до влажности 20-30 пер вый этап). На втором этапе температуру воздуха снижают до 95-90с и сушат до конечной влажности k-G%. Скорость движения воздуха п течение всего про-цесса 1,5-2 м/с СЗЗ. Использование более высокой темпе ратуры воздуха на первом этапе способствует некоторому повышению интенсивности процесса сушки, однако при обдуве не весь высушиваемый материал участвует в теплообмене с горячим воздухом. Из-за этого длительность сушки приходится увеличивать, что приводит к перегреву поверхностных слоев, вследствие чего происходит разрушение части биологически активных веществ и углеводов. Дистанционное расположение высушиваемого материала слоем небольшой толщины не позволяет достичь высокой удельной производительности. Для повышения производительности необходимо увеличить площадь рабочей поверхности, иными словами, число поддонов и, соответственно, габариты сушильной установки. Это неизбежно должно привести к повышению металлоемкости и потребует больших производственных площадей. Относительно небольшая скорость воздуха также приводит к увеличению длительности процесса сушки и препятствует повышению производительности. Кроме того, к недостаткам следует отнести и необходимость иметь в наличии специальное оборудование для (хэрмования вы)химки, что усложняет линию, работающую по данной технологии. Цель изобретения - интенсификация процесса при сушке столовой свеклы с начальной влажностью 160300% до конечной влажности . Поставленная цель достигается тем что на первом этапе продувку ведут в течение 10-7.0 мин до влажности 50-60% при скорости воздуха 3,5 м/ а второй этап ведут в течение 1530 мин при температуре воздуха ОО110(, и скорости 2-3,5 м/с, причем продувку осуществляют при реверсивно подаче воздуха перпендикулярно слою выжимок толщиной 20-50 мм, Интенсификация процесса сушки достигается путем организации реверсив ной подачи сушильного агента (горячего воздуха) перпендикулярно слою высушиваемого материала, а также в р зультпте более высоких скоростей сушильного агента в процессе сушки. При движении воздуха через слой выжимок упаличивается активная повер ность контакта материала с сушильным агентом, улучшаются условия подвода тепла, удаления испарившейся влаги. ;Как показали экспериментальные иссле дования, процесс сушки выжимок столовой свеклы осуществляется в перио е подающей скорости сушки. В периое падающей скорости интенсивность испарения, как известно, с течением времени уменьшается, а температура материала возрастает. При односторон ней подаче нагретого воздуха через слой выжимок по мере углубления зоны испарения температура поверхности слоя со стороны входа теплоносителя приближается к температуре среды, в то время как с противоположной стороны температура материала несколько выше температуры испарения. Поэтому при температуре теплоносителя НО170°С в процессе сушки возможен одно сторонний перегрев материала, который приводит к разрушению красящих пигментов Сбетанина и бетаксантина ), дру гих биологически активных веществ. Понижение температуры сушильного аген та во избежание перегрева и разрушения красящих пигментов уменьшает интенсивность и увеличивает длительност протекания процесса сушки. При реверсивной схеме движения горячего воздуха через слой выжимок обеспечивается более равномерное и быстрое удаление влаги из различных участков слоя с сохранением достаточно высокого Температурного уровня 140-170°С. В этом случае в слое образуются две зоны 1испарения, приближающиеся одна к другой с течением времени. Реверсивная схема подачи сушильного агента исключает перегрев материала: при направлении движения воздуха снизу вверх происходит интенсивный нагрев нижней части слоя, верхняя часть соприкасается с менее нагретым воздухом, так как температура сушильного агента, проходящего через слой, понижается. При изменении направления движе-ния воздуха верхняя часть слоя подвергается воздействию более нагретого теплоносителя, чем нижняя. Температура выше 170Г, недопустима ввиду разрушения красящих пигментов и других (биологически активных веществ. Интенсификации процесса сушки способствует увеличение скорости движения сушильного агента на первом этапе до 3-,Г м/с. Превышение верхнего предела скорости приводит к уносу отдельных частиц с воздухом. Первый этап заканчивается при влажности 50-60, когда температура в центре слоя и на поверхности становится одинаковой, т.е. когда достигается вторая критическая точка. На втором этапе сушку ведут при температуре сушильного агента 80110°Г, и скорости 2-3,5 м/с в течение 15-30 мин до конечной влажности . Параметры сушильного агента обеспе- чивапт требуемую интенсивность процесса, однако их уровень ниже, чем на первом этапе. Это необходимо, прежде всего, потому, что существует большая опасность разрушения красящих пигментов и других биологически активных веществ, а также для того, чтобы избежать карамелизации Сахаров. Исходя из этих соображений недопустимо превышение температуры . При температуре ниже , а также при скорости ниже 2 м/с процесс удаления влаги протекает недостаточно интенсивно, продолжительность сушки увеличивается, что также способствует разрушению части красящих пигментов и других биологически активных веществ. При скорости более 3,5 м/с на- блюдается унос высушиваемого материала воздухом. Толщину 50 мм слоя выжимок столовой свеклы не следует превышать, так как при большей толщине он становится плохо продуваемым и представляет собой значительное сопротивление на пути движения теплоносителя. Кроме того, при толщине слоя более 50 мм

увеличивается продолжительность сушки , что нецелесообразно ввиду снижения производительности и возникающих трудностей в реализации способа в непрерывнодействующих конвейерных су- 5 шильных установках. При тол1чине слоя менее 20 мм применение реверсивной подачи сушильного агента нецелесообразно, так как при этом не срабатывается, теплоноситель , а также не до- 0 стигается необходимая производительность.

Конечные значения влажности выжимок столовой свеклы в процессе сушки выбраны исходя из следующих сообра- 5 жений. При достижении влажности 5% материал теряет упругопластичные свойства и превращается в хрупкое телОо При влажности.более 5 при диспергировании материал слипается. Вес-20 ти процесс сушки до влажности материала ниже 3 нецелесообразно, вв-иду значительного увеличения времени cywки для достижения этих значений влажности .25

П р и м е р 1. На экспериментальом стенде, представляющем собой суильную камеру, столовой свеклы с начальной влажностью 250% зо кладывают слоем толщиной 20 мм. Слой в течение 10 мин продувают со Скоростью k,S м/с равномерным, потоком возуха с температурой 170°С, Направление движения воздуха.изменяется черезjj 2 мин. После того, как температура на поверхности и в центре слоя, регистрируемая с помощью термопар, ста1новится равной (при достижении влажности материала 50), температуру лоносителя уменьшают до 110°С, а скорость до 3.5 м/с. Направление движения воздуха продолжают изменять через 2 мин. Процесс сушки на втором этапе ведут 3 течение 15 мин до получения влажности выжимок 3%.

Пример 2. Способ по примеу 1 повторяют при толщине слоя 30 мм, начальной влажности выжимок 160. Параметры сушильного агента на первом этапе: температура , скорость 3,5 м./с. Продолжительность первого этапа 14 мин. Вла ; ность материала в конце первого этапа 52. Параметры сушильного агента на втором этапе: темпёратура , скорость 2,5 м/с. Конечная влажность выжимки 5. Общее время сушки 3 мин.

Пример 3. Способ по примеру 1 повторяют при толщине слоя 50 м начальной влажности выжимок 3001. Параметры теплоносителя на первом этапе: температура ., скорость 3 м/с. Продолжительность первого этапа 18 мин. Влажность материала после первого этапа сушки 60. Параметры сушильного агента на втором этапе: iтемпература 80°С, скорость 2 м/с. Конечная влажность выжимок 5°о. Общее время сушки 50 мин.

В высушенных вы ; имках столовой свеклы (во всех трех примерах) практически полностью сохранены все биологически активные вещества (в том числе красящие пигменты), углеводы.

Интенсификация процесса позволяет сократить время сушки с 2 ч до 3550 мин и увеличить толщину слоя высушиваемого продукта до 20 50 мм, в результате чего производительность возрастает в 3,55 раза.

Внедрение предлагаемого способа позволит организовать безотходную технологию переработки столовой свеклы, обеспечивающую наиболее рационалное использование исходного сырья, и при этом получить новый пищевой продукт, содержащий углеводы, красящие пигменты, другие биологически активные вещества.

Формула изобретения

Способ конвективной сушки овощных фруктовых выжимок путем продувки слоя выжимок горячим воздухом в два тапа, на первом изкоторых температуру воздуха поддерживают равной IkCi170°С, о т л и чающий с я тем, что, с целью интенсификации процесса при сушке выжимок столовой свею1Ы с начальной влажностью 160-300% до койечной влажности 3-5 на первом этапе продувку ведут в течение 10-20 мин до влажности 50-60 при скорости воздуха 3-,5 м/с, а второй этап ведут в течение мин при температуре воздуха ВО-ПО С и скорости 2-3,5 м/с причем продувку осуществляют при реверсивной подаче воздуха перпендикулярно слою выжимок толщиной 20-50 мм.

997790810

Источники информации,2. Авторское свидетельство СССР

принятые во внимание при экспертизе № , кл. F 26 В 3/06, 1978.

1. Авторское свидетельство СССР 3. Авторское свидетельство СССР W , кл. F 26 В 3/Of), 1968. № 759079, кл. F 26 В 3/06, 1978.