Теорија на сушење - сушари за овошје

Фен за овошје, зеленчук и растенија

Теорија на сушење

Отстранувањето на вишокот вода од суровината е условено со пренос на топлина и состојба и движење на водена пареа. Преносот на топлина се заснова на температурната разлика помеѓу дехидрираниот материјал - овошјето - и носачот на топлина - топлиот воздух.

За време на дехидрираност на овошје и зеленчук во прилив на воздух, слободната вода се повлекува веднаш со испарување. Ова брзо испарување зависи од вкупната површина на овошјето (зеленчукот), брзината на циркулацијата на воздухот и разликата помеѓу површинскиот напон на испарувањата на површината на материјалот и површинскиот напон на пареата во протокот на воздух. За време на сушењето на овошјето и зеленчукот, водата во клеточниот сок се шири на површината, поради внатрешната дифузија и испарува.

Движењето на водата од внатрешноста на производот кон надвор се должи на процесот на внатрешна дифузија и е директна последица на разликата во осмотскиот притисок предизвикана од различна концентрација на растворлива течност внатре и од периферијата на честичката на производот.

Поместувањето на водата се одвива од точките со поголема содржина на вода до оние со помала содржина, што произлегува од испарувањето на водата од феноменот на надворешна дифузија. Поради внатрешната дифузија, влажноста се изедначува во сите слоеви на производот подложен на дехидрираност.

Покрај внатрешната дифузија, мора да се земе предвид и термодифузијата на вода, предизвикана од температурната разлика помеѓу периферните и внатрешните слоеви на производот. Термодифузијата е инверзна појава на внатрешна дифузија, односно предизвикува движење на водата од надвор кон внатре, а надворешната температура е поголема. Сепак, бидејќи температурните разлики не се премногу големи, внатрешната дифузија е поголема од термодифузијата и целокупното движење на водата преовладува од внатре кон надвор.

Пукање на периферната површина или епидермисот на производот, на пример кај сливи, се јавува кога стапката на испарување на водата од површината на производот е многу поголема од стапката на внатрешна дифузија, а со тоа доведува до формирање на таква кора на површината на производот.

За да се избегне овој недостаток, температурата и релативната влажност на воздухот мора внимателно да се регулираат.

Со загревање, релативната влажност на воздухот се намалува. Така, ако на 15 ° C релативната влажност на воздухот е 60%, со загревање на 60 ° C достигнува 5%. Теоретски, затоа, препорачливо е да се користи воздух на што повисока температура, бидејќи колку е поголем капацитетот за апсорпција на вода на производот, толку е помала релативната влажност на воздухот.

Сепак, постои граница што не смее да се надмине и која е одредена од:

температурата на која овошјето или зеленчукот почнуваат да се деградираат (карамелизација на шеќер, неповратност до рехидратација);
релативната влажност на топол воздух не треба да се приближува до нула бидејќи премногу сувиот воздух доведува до формирање на кора, спречувајќи дифузија на вода одвнатре до површината на испарување и со тоа го забавува сушењето;
превисока температура на воздухот на крајот од процесот предизвикува голема количина на топлина да не се искористи, со што се постигнува низок калориски принос. Исто така, превисоката температура на сушење ја нарушува аромата и бојата на производите.

Општо, кога плодовите се дехидрирани, температурата на воздухот на влезот во растението е 70-72 ° C и со релативна влажност од 20-25%. На излезот од фен, температурата е пониска, помеѓу 40-45 ° C, а релативната влажност е 60-70%.

Брзината на дехидрација е исто така условена од брзината на внатрешната дифузија на вода, што пак зависи од големината на честичките од овошје или зеленчук.

Температурата и брзината на движење на топол воздух се фактори кои ја условуваат економската ефикасност на процесот на сушење.

Колку е поголема стапката на испарување, толку е поголема дифузијата, што важи до одредена граница. Надминување на оваа граница го одредува формирањето на кора. Под наведената гранична вредност, постои можност стапката на дифузија да е еднаква на стапката на испарување на водата. Под одредена вредност на стапката на испарување, сушењето може да стане неекономично поради зголемените трошоци на топлинска енергија за испарување на водата и механичка енергија за циркулација на воздухот.

Оптималниот процес се одвива кога стапката на испарување на водата од површината на овошјето и зеленчукот е еднаква на стапката на миграција на влагата одвнатре кон нивната површина. За да се постигне брза дехидрација, овошјето и зеленчукот се сечат на мали парчиња, со што се намалува времето потребно за дифузија на вода и се зголемува вкупната површина на испарување. Кајсиите се сечат на половини, јаболката и крушите на парчиња, грозјето и сливите се оставаат цели, а зеленчукот се сече на парчиња, коцки, јуфки итн.

Брзината на циркулација на воздухот, исто така, влијае на процесот на сушење. Ако циркулацијата на воздухот е пребавна, сушењето ќе се одвива полека, бидејќи воздухот многу брзо ќе се засити со влага. Брзината на движење на воздухот во фен за тунел е генерално помеѓу 3-5 m/sec.

Во основа, за да се спроведе процесот на дехидратација во оптимални услови, потребно е да се одреди максималната температура што може да ја издржи секој производ, соодветно на влезната температура до агрегатот и температурата на која мора да се наполни воздухот натоварен со влага.

Ефектите на дехидрираност врз развојот на микроорганизми и ензимска активност

Клетките на микроорганизмите страдаат за време на процесот на дехидратација истите феномени како и клетките на растителната храна: континуирано зголемување на осмотскиот притисок, намалување на вакуолите во клеточниот сок, пропустливост на протоплазматската мембрана итн., Феномени што доведуваат до метаболички нарушувања, па дури и до нивна плазмолиза.

Општо, микроорганизмите не можат да живеат на подлоги со слаба вода или средини со висок осмотски притисок. Процесот на исхрана, како и елиминација на производите од метаболизмот на микроорганизмите се постигнува со феноменот на осмоза преку полупропустливите мембрани на клетките.

Намалувањето на содржината на вода ги отежнува овие осмотски размени и затоа негативно влијае на нивната витална активност. Од друга страна, ензимите, кои се чувствителни на топлина, ја зголемуваат или ја откажуваат својата активност со зголемувањето на температурата. Кај некои ензими, на пример кај фенолоксидаза, каталитичката активност се намалува на 2% ако подлогата се загрева до 85 ° C и целосно се откажува на 90 ° C.

Оптималната температура на активност на ензимите во овошјето и зеленчукот е приближно. 43 ° С. Сепак, оваа температура варира и според природата на подлогата и на ензимите.

Температурата на која се деактивираат ензимите, многу зависи од киселоста или алкалноста на медиумот (pH) во кој се загреваат, а максималната отпорност е околу точката на неутралност. Во кисела средина, деактивирањето се случува полесно.

На температура од 75 ° C, во случај на попарување или испарување, ензимите почнуваат да се деактивираат, но кај зеленчукот и овошјето подложени на сушење на оваа температура, а другите повисоки се достигнуваат само во ретки случаи, а особено не во целата нивна маса.

Дехидрираноста под нормални индустриски услови не дозволува достигнување на температури близу 85 ° С и затоа не обезбедува инактивација на ензимите. Поради оваа причина, зеленчукот мора да се попали пред дехидрација.

Кога ензимите не биле инактивирани со попарување или испарување, во многу случаи, дејството на активноста на оксидативните ензими е поинтензивно врз дехидрираните производи отколку врз суровините од кои доаѓаат. Ова се должи на концентрацијата на подлогите на кои дејствуваат ензимите. На пример, сувиот компир без претходно изгорен потемнува побрзо во споредба со парчиња дехидриран компир.

Во случај на мокрење на исушен зеленчук, понекогаш се јавува делумна регенерација на ензимот. Затоа, во индустриската пракса, ензимите во овошјето и зеленчукот се деактивираат пред сушење, со термичка обработка.

Ефекти на дехидрираност врз овошјето и зеленчукот

Дехидратацијата има ефект на брчки на овошјето и зеленчукот како резултат на намалувањето на содржината на вода и намалувањето на почетниот волумен. Слабеењето се должи на прекумерното отстранување на водата и, до одреден степен, на хемиските и биохемиските промени што се случуваат за време на процесот.

Физичко-хемиските промени вклучуваат коагулација на протеински супстанции, што во услови на индустриска дехидратација е делумно реверзибилно. Поради зголемувањето на концентрацијата на шеќер во клеточниот сок за време на дехидрираност, се забележува зголемување на осмотскиот притисок.

Со намалување на содржината на вода, се зголемува концентрацијата на органски киселини (pH вредноста се намалува) што пак влијае на некои хемиски промени, како што се: денатурација на протеини, хидролиза на шеќер итн. Дехидрираноста исто така резултира со загуби на шеќери во споредба со почетната содржина, која варира помеѓу 1 и 8%.

Есенцијалните масла малку испаруваат на температури над 50-60 ° C, а зеленчуковите пигменти ја менуваат бојата, на пример, зелениот зеленчук ја менува својата боја во зелено-жолта, а жолтиот зеленчук и овошјето се претвораат во кафеава боја или се обезбојуваат со дехидрација. Причините за овие промени се или ензимски по природа или термички по природа.