Статьи

Технология производства льняного масла

Лен является важной масличной культурой в мире. Растение не является новой культурой и произрастает в России, Азии и Средиземноморье. В основном выращивается в Канаде, Аргентине, Америке, Китае и Индии. Лен — четвертая крупная масличная культура после подсолнечника, сои и рапса. Лен является экономически важной масличной культурой, особенно для Канады, которая производит около 40% семян льна в мире и является крупнейшим в мире экспортером, на долю которого приходится около 75% мировой торговли льном. Мировой спрос на льняное семя в настоящее время определяется промышленным использованием льняного масла. Тем не менее, льняное семя делает большие успехи в производстве продуктов питания в мире, и ожидается, что спрос на продукты питания для людей и на рынках домашнего скота будет расти благодаря уникальным свойствам этой древней культуры. Льняное семя богато жирами, белками и пищевыми волокнами. В состав льняного семени в среднем входят до 40 % жира, до 25 % белка, до 28 % пищевой клетчатки, до 8 % влаги и до 4 % золы, а масло содержит витамины А, В, D и Е. Традиционно льняное семя выращивали для получения масла, которое используется в производстве красок, лаков и линолеума из-за его свойств высыхания и затвердевания при воздействии воздуха и солнечного света. Существует рынок льняной муки, как для кормления животных, так и для человека.

На сегодняшний день это наиболее известная масличная культура, изученная как функциональный продукт питания, поскольку она является ведущим источником омега-3-жирной кислоты, известной как альфа-линоленовая кислота (50% от общего количества жирных кислот).

Промышленное производство растительных масел основано на механическом прессовании и экстракции. Механическое отжим масла из семян масличных культур является одним из методов, наиболее часто используемых для удаления масла из масличных материалов. Этот метод имеет относительно низкие начальные и эксплуатационные затраты и аналогично методу сверхкритической СО2-экстракции, дает незагрязненное масло. Однако имеющиеся в настоящее время оборудование и процессы

механического отжима масла не считаются самыми эффективными для этой цели, поскольку извлечения масла льняного семени прессовым способм довольно низка (60-70% извлечения масла). Выход, получаемый при механическом прессовании, как правило, ниже, чем при экстракции растворителями, такими, как гексан (Нефрас), например.  Только в прошлом веке в этой области стали использовать экстракцию растворителем. Преимуществом технологии экстракции растворителем является высокий выход, который может быть получен экономично с помощью этого метода (почти 100% масла, которое содержится в масличных семенах).

Жиры и масла играют важную роль в пищевой промышленности и являются неотъемлемой частью питания человека. Растительные масла содержат жирорастворимые витамины, такие как витамины A, D, E и K, а также являются источником незаменимых ненасыщенных жирных кислот, которые не могут быть синтезированы человеческим организмом. Чтобы удовлетворить потребности в питании, постоянно ведется поиск новых ресурсов растительного масла в качестве источника этих витаминов и незаменимых жирных кислот.

Масло зародышей пшеницы имеет самое высокое содержание токоферола среди всех растительных масел, примерно до 2500 мг/кг. Масло зародышей пшеницы также высоко ценится за высокое содержание ненасыщенных жирных кислот: в нем около 80 %, состоящих в основном из линолевой (18:2) и линоленовой (18:3) кислот, обе из которых имеют большое значение в метаболизме человека и не могут быть синтезированы организмом. Они являются предшественниками группы гормонов, называемых простагландинами, которые играют важную роль в мышечных сокращениях и в ликвидации воспалительных процессов в организме. Кроме того, линолевая кислота способствует выведению холестерина и является предшественником фосфолипидов клеточных мембран.

Зародыши пшеницы являются побочным продуктом мукомольной промышленности. Зародыш составляет около 2-3% зерна пшеницы и в достаточно чистом виде может быть отделен от зерна в процессе помола. Зародыши пшеницы содержат около 11 % масла. Масло зародышей пшеницы используется в таких продуктах, как продукты питания, средства биологической борьбы с насекомыми, фармацевтические препараты и косметические составы. Полиненасыщенные жирные кислоты и биологически активные соединения склонны к окислению и деградации в условиях, используемых для традиционных методов экстракции и рафинации пищевых масел.

Экстракция растворителем является распространенным методом экстракции масел из растительного сырья. В последние годы повышенное внимание уделяется сверхкритической флюидной экстракции как важной альтернативе традиционным методам. Сверхкритические флюиды обладают регулируемыми характеристиками экстракции благодаря их плотности, которую можно регулировать изменением давления или температуры. Кроме того, другие свойства, такие как низкая вязкость, высокая диффузионная способность и низкое поверхностное натяжение, усиливают перенос массы

растворенного вещества изнутри твердой матрицы сырья. Сверхкритический диоксид углерода будучи нетоксичным негорючим, недорогим и легко отделяемым от экстрактов, становится наиболее часто используемым экстрагентом в пищевой и фармацевтической промышленности. Кроме того, низкая критическая температура углекислого газа позволяет извлекать термолабильные соединения без их деградации.

Средний выход масла зародышей пшеницы около 10% можно получать при сверхкритической СО2-экстракции при 350 бар, при этом состав жирных кислот и токоферола экстрактов особо не зависит от давления экстракции.  

Производство медового порошка

Мёд - это натуральное сладкое вещество, производимое медоносными пчелами. Кроме того, пчелы собирают это вещество, перерабатывают его и дополняют своими специфическими веществами, обезвоживают и запасают в сотовые ячейки, где мёд созревает.  Мёд представляет собой продукт, который потребители ассоциируют с природой и экологией, ценят за комплексный состав и считают очень полезным. В пищевой промышленности существуют различные жидкие заменители мёда, такие как медовый порошок, гранулированный мед и медовые хлопья, которые мы рекомендуем получать методом вакуумно-импульсной сушки.

Некоторые нативные соединения мёда являются термочувствительными, поэтому конечное качество зависит от условий хранения и обработки мёда. Термическая обработка оказывает существенное влияние на антибактериальную активность полифлорного мёда. Мед представляет собой смесь многих видов сахаров, большинство из которых представляют собой глюкозу и фруктозу, с температурой стеклования, которая препятствует использованию традиционных методов сушки для производства высушенных медовых порошков.

Показатели качества пчелиного меда

Количество гидроксиметилфурфурола и диастазная активность являются параметрами, определяющими качество мёда и показателями его свежести и термической обработки. Свежий мёд имеет очень низкое количество гидроксиметилфурфурола и, с другой стороны, высокое содержание диастазы. При нагревании мёда неминуемо растет содержание гидроксиметилфурфурола, который в свою очередь является циклическим альдегидом.

Диастаза представляет собой фермент, который естественным образом присутствует в мёде и разрушается в процессе нагревания. Поэтому низкая температура вакуумно-импульсной сушки от 10 до 45 °С позволяет получать сушеный порошкообразный мёд премиального качества с низким содержанием гидроксиметилфурфурола и высоким содержанием диастазы.

Сушка пчелиного меда

Сушеный мёд используют производители кондитерских и хлебобулочных изделий, а также производители сухих напитков быстрого приготовления на натуральном сырье, производители БАД и косметики.

Новинки продуктов в пищевой промышленности

Современными трендами в пищевой промышленности являются продукты длительного хранения и продукты быстрого приготовления.

Наша машиностроительная компания реализовала в фукционале производимых вакуумно-импульсных и холодных атмосферных сушилок возможность получать и те и другие продукты из растительного и животного сырья.

Вакуумно-импульсные сушилки позволяют работать с сырьем любого происхождения и получать из него быстро при низких температурах сушки 10-45°С сухие продукты в следующих формах:

• цельные сушеные фрукты, овощи, ягоды, водоросли (бурые, красные, зеленые) и лекарственные травы;
• сушеные в нарезке фрукты, овощи, ягоды, грибы, водоросли, мясо и травы (кубик, слайс, соломка);
• сушеные порошки пюре, фаршей (овощные, фруктовые, рыбные, говяжьи, куриные, свиные и т.д.), меда, сыра, концентратов соков, экстрактов и т.д.;

На основе этих форм изготовители пищевой, косметической и фармацевтической продукции производят множество перспективных продуктов длительного хранения:

• высококачественные специи (например, сушеная кинза);
• кондитерские фруктовые порошки (например, клубничный или сметанный);
• салаты быстрого приготовления (например, морковно-свекольный);
• супы быстрого приготовления (например, «Тыквенный»);
• напитки быстрого приготовления (например, кисель водорастворимый быстрого приготовления «Брусничный с медом», сок водораствормый быстрого приготовления «Апельсиновый»)
• сухие мясные, сырные, фруктово-овощные и комбинированные соусы быстрого приготовления (например, «Сырный с кусочками мяса»);
• сухие лекарственные экстракты (например, «Экстракт порошковый родиолы розовой», который производится из густой формы экстракта, полученного с использованием линии экстракции и концентрирования).

Процесс производства сушеных продуктов

Процесс производства в зависимости производственных задач может отличаться. Например, чтобы получить сушеные корнеплоды, их необходимо вымыть, нарезать, отбланшировать, высушить в вакуумно-импульсной сушилке и при необходимости измельчить. Для производства сухих водоростворимых порошков достаточно купить густой концентрат любого сока или экстракта, высушить в вакуумно-импульсной сушилке и измельчить. Для производства сушеных специй достаточно высушить в вакуумно-импульсной сушилке любое ароматное растительное сырье, при необходимости измельчить.

При производстве порошковых форм важно учитывать следующее. Если вы хотите производить ингредиенты для напитков быстрого приготовления без осадка, то должны использовать сырье в виде осветленных концентрированных соков и экстрактов. Это, как правило, сначала фильтрованные или сепарированные в центробежном поле, а потом упаренные соки и экстракты.

Если вы хотите, чтобы ваши сушеные порошковые ингредиенты после растворения в воде давали восстановленные соки и экстракты с мякотью, то на вакуумно-импульсную сушку должно поступать растительное сырье всего лишь измельченное (иногда еще упаренное) до пастообразного состояния без дополнительной обработки.

Таким образом, вакуумно-импульсная сушилка – это универсальный инструмент для энергоэффективной и быстрой сушки широкого ассортимента растительного и животного сырья, который позволяет создавать ингредиенты для продуктов быстрого приготовления с длительным сроком хранения.

Сушилка с тепловым насосом

Потеря качества сельскохозяйственного и пищевого сырья в процессе хранения отрицательно сказывается на торговом потенциале и экономической ценности. Для предотвращения порчи сырья разработаны различные методы сушки. Помимо высокого качества продукции, для сушильной промышленности важны сушилки с низким энергопотреблением. С этой целью атмфосферная сублимационная сушилка с тепловым насосом с каждым днем приобретает все большее значение в процессах сушки.

Процесс самовысыхания различных материалов в природе с древних времен привлекал внимание человечества. Со временем были разработаны методы сушки для обеспечения длительного хранения сельскохозяйственной продукции и пищевых продуктов. Технология сушки также используется во многих отраслях промышленности, таких как бумажная, деревообрабатывающая, цементная и химическая промышленность. Очень важно выбрать наиболее подходящий метод сушки с точки зрения энергопотребления и экономии. Наиболее важной из многих целей сушки пищевых продуктов является предотвращение порчи продукта при длительном хранении. Чтобы высушенный продукт оставался неповрежденным при длительном хранении, активность воды должна быть снижена ниже предельного значения, при котором возникает микробная активность. Кроме того, пищевая ценность и качественные характеристики вяленого или сушеного продукта сохраняются при пониженном содержании влаги гораздо лучше.

Другой важной целью процесса сушки является повышение эффективности транспортировки и хранения за счет уменьшения

объема продукта. В мире сельскохозяйственную продукцию сушат в промышленных или естественных условиях. Контролируемая сушка в закрытых условиях дает большие преимущества с точки зрения качества продукта, времени, труда, микробиологии и снижения потерь продукта. Целью сушильной промышленности является удаление максимального количества воды при минимальном потреблении энергии для получения сухого продукта с желаемыми свойствами. В производственном секторе, где требуется сушка, стоимость сушки составляет большую часть общих затрат. Поэтому энергосбережение является важной целью мировой экономики и останется таковой. Самый эффективный способ использовать меньше энергии — использовать энергию с большей пользой.

В последние годы известно, что сушилки с тепловым насосом и вакуумно-импульсные сушилки экономят большое количество энергии в процессе сушки. Это действительно так. Тепловые насосы широко применяются во многих сферах, в том числе и в сушке. Давно известно, что тепловые насосы обеспечивают большую экономию энергии в промышленной сфере, особенно при сушке продуктов.

Для достижения успеха в процессе сушки необходимо соблюдение следующих условий:

Качество сушеных продуктов

Не секрет, что доверие и уважение потребителя можно завоевать только хорошим качеством готового продукта. 

К желаемым потребительским свойствам сушеных продуктов относят:

• минимальные химические и биохимические реакции разложения;
• сохранение структуры продукта;
• избирательное удаление воды без воздействия на летучие вещества, такие как ароматизаторы;
• конечный продукт желаемого цвета,
• быстрая и простая регидратация,
• отсутствие контаминации (микробного загрязнения) после высыхания.

Экономичность процесса сушки

Для получения сушеных продуктов с минимальной себестоимостью необходимо применять правильное оборудование, которое обеспечит выполнение нижеприведенных требований:

• минимальные потери продукта,
• быстрое удаление воды (получение высокой производительности из единицы сушильного оборудования;
• недорогой источник энергии;
• простая конструкция сушильного оборудования (надежность и минимум трудозатрат)

Сушилка с тепловым насосом обеспечивает большие преимущества с точки зрения энергосбережения и качественных характеристик продукта. В системах сушки с помощью теплового насоса реализованы два различных инженерных подхода, а именно тепловой насос и сушка. Системы тепловых насосов, работающие с более высокой эффективностью, чем другие системы, потребляют меньше энергии, и с помощью этих систем получают продукты более высокого качества.

В обычных сушилках влажный воздух, поступающий из сушилки, выбрасывается в атмосферу, в результате чего скрытая теплота испарения и явная теплота, содержащаяся во влажном воздухе, не могут быть использованы повторно. Эта энергия может быть восстановлена с помощью сушилки с тепловым насосом. Влажный воздух на выходе из сушилки проходит через испаритель, где он может возвращать свое явное и скрытое тепло. При этом влага, содержащаяся в воздухе, конденсируется на холодных поверхностях змеевика испарителя и достигает более низких значений. Поглощенное в испарителе тепло переносится циркулирующей

жидкостью в конденсатор для нагревания воздуха перед его подачей в сушилку.

Преимущества осушителей с тепловым насосом

Преимущества сушилок с тепловым насосом приведены ниже:

• самым большим преимуществом осушителей с тепловым насосом является повышенная энергоэффективность. При высокой энергоэффективности, полученной в результате улучшения рекуперации тепла, на каждую единицу удаленной влаги расходуется меньше энергии;
• сушилки с тепловым насосом позволяют полностью и независимо контролировать значения температуры, влажности и расхода воздуха. Непрерывно контролируемые условия сушки позволяют получать продукт явно более высокого качества, чем в традиционных конвективных сушилках.
• достигается широкий диапазон условий сушки, обычно от 20 до 45°С и относительной влажности;
• превосходный контроль среды сушки достигается для ценных высококачественных продуктов, в то время как потребление электроэнергии снижается для дешевых продуктов.
• в конце процесса сушки получается продукт премиального качества
• могут быть обеспечены стерильные условия процесса.

Недостатки сушилок с тепловым насосом

Единственным недостатком сушилок с тепловым насосом является их сравнительно высокая стоимость. Осушители с тепловым насосом могут иметь более высокие первоначальные капиталовложения по сравнению с другими системами сушки, такими как инфракрасная камерная сушка. Но зато сушилки с тепловым насосом гораздо дешевле вакуумных сублимационных сушилок при том же качестве получаемых сушеных продуктов. Также они восстанавливают тепло, снижая эксплуатационные расходы, что компенсирует их высокую стоимость и позволяют получать высокое качество готовой продукции, как было подмечено ранее.

Выращивание и переработка морских водорослей

Несмотря на то, что это относительно новая отрасль сельского хозяйства, выращивание водорослей часто рассматривается как решение многих проблем, связанных с продовольственной безопасностью, таких как нехватка земли, изменение климата, неэффективное и неустойчивое использование удобрений, а также связанная с этим утечка питательных веществ и загрязнение воды. Водоросли можно выращивать независимо от пахотных земель и, особенно в случае многих микроводорослей, производить богатую маслом и/или белком биомассу с пространственной эффективностью, намного превышающей эффективность наземных растений. Тем не менее, водоросли и продукты, полученные из водорослей, почти исключительно производятся для дорогостоящих и мелкооптовых рынков и далеки от того, чтобы конкурировать с дешевыми товарами, такими как растительные белки или ископаемое топливо. Основной причиной этого считаются высокие инвестиционные и производственные затраты. Разработка новых технологий производства; монетизация экосистемных услуг, таких как очистка воды, секвестрация CO-2 и повторное использование питательных веществ; а также одновременное производство и сбыт «дорогих, малых объемов» и «малоценных, больших объемов» продуктов из одной и той же биомассы водорослей являются наиболее многообещающими путями вперед. Устойчивая «индустрия водорослей» может стать неотъемлемой частью биоэкономики будущего, обеспечивая более ресурсоэффективное производство продуктов питания и топлива и создание новых продуктов, компаний и рабочих мест.

Производство водорослей: история, настоящее и будущее

Водоросли представляют собой полифилетическую группу организмов из четырех различных биологических царств: бактерии, растения, хромисты и простейшие. Около 44 000 видов были научно описаны, но реальное число, хотя и зависит от того, какое определение «водорослей» используется, будет намного выше, а по некоторым оценкам оно достигает миллиона различных видов. Будучи фотоавтотрофными организмами, водоросли являются отправной точкой большинства пищевых сетей в водных экосистемах. Продуктивность биомассы многих видов водорослей намного выше, чем у наземных растений, и их можно эффективно культивировать без антибиотиков и пестицидов в пресной или морской воде. Эти факторы, а также высокое содержание в них витаминов, полиненасыщенных жирных кислот и других полезных соединений привели к увеличению потребительского спроса и коммерческого интереса к производству водорослей в течение последних десятилетий.

Морские водоросли использовались в качестве пищи и лекарств на протяжении как минимум

14000 лет. Первые сельскохозяйственные работы по выращиванию морских водорослей в Восточной Азии датируются как минимум 1640 годом, хотя, возможно, намного раньше. С другой стороны, потребление микроводорослей исторически было редкостью. Единственным часто упоминаемым примером является сбор встречающейся в природе спирулины, рода цианобактерий, народом ацтеков в долине Мексики и народом канембу вокруг озера Чад. Крупномасштабное выращивание микроводорослей и морских водорослей — это совершенно новая отрасль аквакультуры, возникшая только в середине двадцатого века, когда мировое промышленное производство водорослей было близко к «нулю» тонн. Первым коммерческим культивированием микроводорослей было Chlorella vulgaris , которое началось в Японии в 1960-х годах. Согласно оценке, в 2004 году мировое производство микроводорослей составляло около 5000 тонн (сухой вес) и 1,25 миллиарда долларов США в год. С тех пор производство, вероятно, значительно увеличилось; однако на удивление трудно найти надежные данные об этом. Производство морских водорослей также быстро росло: по оценкам ФАО, мировое производство увеличилось более чем вдвое, с 14,7 млн ​​тонн (сырого веса) в 2005 году до 30,4 млн тонн в 2015 году, что составляет примерно 6 млрд долларов США. По сравнению с мировым сельскохозяйственным производством, составляющим примерно 1,6 трлн тонн, это по-прежнему крайне мало.

Из 220 видов морских водорослей, которые используются в коммерческих целях, большинство выращивают на шельфе, в морской среде, в то время как в дикой природе добывается лишь около 1,1 миллиона тонн — число, которое в последние годы не менялось. Большая часть произведенных морских водорослей используется либо в пищу человеком (примерно 47%), либо для производства гидроколлоидов (более 50%), таких как агар, каррагинан и альгинат. Продуктивность различных морских водорослей на прибрежных фермах в Японии составляет от 1,3 кг/м2 для Laminaria angustata до 8,3 кг/м2 для Sargassum macrocarpum и, таким образом, сравнима с продуктивностью наземных культур. По оценкам Всемирного банка 5 млн квадратных километров площади выращивания морских водорослей — примерно 0,3% поверхности океана — было бы достаточно для производства такого же количества биомассы, какое ежегодно производится во всем мировом сельском хозяйстве. 

Несмотря на то, что микроводоросли пространственно более продуктивны, чем наземные растения и макроводоросли — например, спирулина производит примерно в 10 раз больше биомассы на гектар, чем высокоурожайные гибриды кукурузы, — их производство все еще дороже, особенно из-за высоких первоначальных капиталовложений и производственных затрат. По этой причине производство микроводорослей в основном сосредоточено на производстве «малых объемов, но ценных» продуктов, таких как β-каротин, астаксантин, докозагексаеновая кислота, докозапентаеновая кислота, фикобилиновые пигменты и экстракты водорослей, для использования в косметике вместо «больших объемов, но малоценных» продуктов, таких как биотопливо, продукты питания или корма. То же самое касается морских водорослей, которые некоторые также считают идеальной культурой для производства биотоплива из-за высокого содержания углеводов, составляющего примерно 50%. При таких низких ценах на ископаемое топливо в настоящее время мало шансов на конкурентоспособность. Одним из способов преодоления этой проблемы в случае производства микроводорослей является либо разработка масштабируемой технологии фототрофного производства, либо разработка убедительной концепции биопереработки для многократного использования биомассы водорослей. Ограничение света и технологические ограничения являются наиболее сложными задачами. Другой подход ориентирован на монетизацию экосистемных услуг, которые могут предоставить водоросли: очистка воды, смягчение последствий изменения климата и так далее. Этот подход, хотя и многообещающий, требует значительных изменений в законодательном устройстве экономической системы и, таким образом, является весьма противоречивым.

Идеальная система производства микроводорослей

Идеальная производственная система для выращивания водорослей не ориентирована только на производство одного продукта. Вместо этого она использует преимущества экосистемных услуг, которые могут предоставлять водоросли, и извлекает несколько продуктов из одной и той же биомассы. Это имеет как экономические, так и экологические преимущества. Сегодня установлены три различных метода производства: системы открытого бассейна, фотобиореакторы и ферментеры. Каждая технология имеет свои преимущества и недостатки. Решение о том, какую из них выбрать, должно сильно зависеть от конечного продукта и/или применения, видов микроводорослей и производственных затрат. Наряду с доступностью воды (особенно для выращивания пресноводных видов) и высоким уровнем солнечной радиации важными факторами, которые следует учитывать, являются затраты на рабочую силу и энергию, поскольку они являются основными факторами производственных затрат. Однако это было бы слишком просто. Пресноводные водоросли можно, например, использовать для обработки сточных вод или в районах с избытком пресной воды. С другой стороны, ферментация легко масштабируется, относительно дешева и интересна для «переработки» органических соединений углерода, таких как декстроза или кислота, в биомассу, которая богата такими соединениями, как омега-3 или антиоксидантами. Кроме того, CO-2 от ферментации можно использовать для повышения производительности фотобиореакторов. 

Когда дело доходит до фотобиореакторов, системы открытого бассейна, как правило, дешевле в строительстве и эксплуатации. Поэтому для крупномасштабного производства биомассы с низкой себестоимостью закрытые фотобиореакторы обычно считаются непригодными.  Однако закрытые биореакторы или ферментеры идеально подходят для выращивания высококачественных стартовых культур, которые используются для инокуляции биореакторов открытого бассейна. Кроме того, когда речь идет о ценных продуктах, закрытые фотобиореакторы часто идеальны, потому что они реализуют процессы выращинваия более надежно и менее подвержены вредителям, чем системы открытого бассейна. Закрытые фотобиореакторы также требуют больше энергии для газообмена, чтобы избежать окислительного стресса. Однако их также можно более эффективно использовать для секвестрации CO-2 от дымовых газов, чем открытые системы. 

Чтобы помочь снизить затраты на производство больших объемов малоценных продуктов, полученных из водорослей, одновременное производство дорогостоящих продуктов из той же биомассы представляется наиболее многообещающим путем. 

Пигменты, такие как хлорофилл, каротиноиды или фикобилипротеины, а также биологически активные соединения, используемые для фармакологического применения, могут быть извлечены из водорослей как побочные продукты экстракции масла или белка. Это может помочь компенсировать высокие затраты на выращивание и сбор урожая и, таким образом, сделать и водорослевые белки более конкурентоспособными. Однако в этом методе экстракции используются химические вещества, такие как метанол и гексан, которые могут увеличить воздействие на окружающую среду.

Водоросли и их потенциал в биоэкономике будущего

Поскольку для производства водорослей требуется не только вода и углекислый газ, но и ряд макроэлементов, таких как азот и фосфор, это может быть идеальной производственной системой для производства биомассы из определенных потоков отходов. Значительное количество этих питательных веществ используется в сельском хозяйстве и попадает в моря и озера, что часто приводит к вредоносному цветению водорослей. Выращивание морских водорослей в дельтах, устьях рек или заливах может не только принести прибыль от этого ресурса, но и помочь уменьшить воздействие на окружающую среду биогенных стоков, образующихся в результате сельскохозяйственной деятельности. 

Еще один вопрос, который приобретает все большее значение, заключается в том, как перерабатывать потоки городских отходов. По оценкам, к 2050 году 68% населения мира будет жить в городах. Потенциальным решением для повторного использования питательных веществ в таких обстоятельствах может быть городское/вертикальное выращивание водорослей, потенциально в помещении, например, под теплицами на крышах, с использованием закрытых или полузакрытых реакторных систем. Уже есть несколько реализованных концепций, таких как «Algenhaus» в Гамбурге, Германия, и множество теоретических концепций о том, как интегрировать фермы водорослей в современную архитектуру.

Биоочистка сточных вод приобретает все большее значение, особенно в городских условиях, и поэтому это одно из применений микроводорослей, вызвавшее наибольший интерес. Используя фототрофные водоросли в процессе биоремедиации, затраты на энергию и выбросы парниковых газов при очистке сточных вод могут быть снижены, поскольку будет создаваться биомасса, которую можно перерабатывать в биогаз или топливо, а кислород, вырабатываемый водорослями, потенциально может быть использован для других этапов обработки, таких как аэробная ферментация, чтобы повысить их эффективность. И наоборот, СО-2, который образуется при сжигании биогаза, можно подавать в биореакторы для увеличения роста водорослей. В дополнение к производству питьевой воды и связыванию невозобновляемых питательных веществ, таких как фосфаты, и возобновляемых питательных веществ, таких как азот, водоросли как часть очистки сточных вод, таким образом, уменьшат воздействие этого процесса на окружающую среду. Вероятным недостатком по сравнению с «традиционной» очисткой сточных вод будет потребность в большем пространстве. Около 100 га открытых прудовых биореакторов будет достаточно для очистки сточных вод от 165000 до 235000 человек. Территория такой станции очистки сточных вод/водорослевой фермы не должна ущемлять сельскохозяйственные угодья или жилое пространство городского населения.

Наземные фермы водорослей

Выращивание микроводорослей на суше в идеале должно происходить на непахотных землях. Доступно множество примеров систем открытых прудов или фотобиореакторов в засушливых регионах, таких как пустыня Арава (Израиль), пустыня Атакама или прибрежная пустыня Марокко. Прибрежные пустыни являются отличным местом для выращивания морских микроводорослей, поскольку пресная вода не используется, а используемая морская вода практически не ограничена. Выращивание пресноводных водорослей должно происходить либо в городских районах, в идеале в рамках очистки сточных вод, либо в зонах с влажным климатом, где пресная вода не является ограниченным ресурсом. В таких районах «микрофермы» с открытыми бассейнами могли бы помочь в борьбе с недоеданием на местном уровне и сделать фермеров независимыми от повышения цен на пахотную землю и удобрения. 

Варианты, которые занимают меньше всего места, — это ферментёрные системы, которые можно использовать для переработки менее ценных продуктов, таких как органические углеродные соединения, в более ценные продукты (полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК), пигменты).

Фермы морских водорослей

Классические фермы по выращиванию морских водорослей устанавливаются на береговой линии, как отдельные фермы по выращиванию морских водорослей или как интегрированные мультитрофические фермы, реализующие процессы по разведению рыбы/беспозвоночных в сочетании с производством морских водорослей в одном и том же месте и в то же время. Это также могло бы помочь улавливать стоки удобрений с районов интенсивного земледелия и, таким образом, предотвращать ущерб прибрежным водным экосистемам. Другой вариант, морские фермы по выращиванию морских водорослей, кажется слишком дорогим для реализации и эксплуатации, хотя это может измениться в будущем. 

Морские фермы по выращиванию микроводорослей являются частью исследовательских проектов, но все еще находятся на очень предварительной стадии. Идея состоит в том, чтобы плавающие закрытые биореакторы располагались на поверхности воды. Преимущества плавучих ферм микроводорослей, помимо отсутствия необходимости в земле, заключаются в том, что естественные условия могут обеспечивать перемешивание, а морская вода может обеспечивать охлаждение фотобиореакторов.

Специальные системы Aquaponic на основе сине-зеленых водорослей

Азотфиксирующие цианобактерии (сине-зеленые водоросли) долгое время использовались в качестве инокулята на рисовых полях для повышения урожайности. Подобные цианобактерии являются естественными симбионтами некоторых бобовых и известны своим потенциалом N-фиксации. Эти цианобактерии могут фиксировать азот в качестве макроэлемента из воздуха и одновременно извлекать фосфор из сточных вод, что было бы интересным применением и расширением традиционного использования этих видов.

Создание индустрии водорослей и ее социально-экономические последствия

Промышленность водорослей не старше 70 лет и в настоящее время в основном производит экстракты для пищевых продуктов и других отраслей, таких как косметика и медицина. Высокие темпы роста в этих секторах, а также новые инновации, такие как устойчивая упаковка из морских водорослей, заменяющая пластмассу на масляной основе, вселяют оптимизм в отношении будущего выращивания водорослей. Но помимо производства чистой биомассы существует огромный потенциал для развития устойчивой индустрии водорослей по всей цепочке создания стоимости, поддерживаемой сильными прикладными исследованиями и повышением ценности коллекций штаммов и генетических ресурсов, а также патентами, новыми приложениями, технологиями, и разработки продуктов. Это может стать важным шагом на пути к развитию биоэкономики при создании новых возможностей для образования, инноваций, услуг и рабочих мест.

Разработка инструментов для финансирования проектов («фонд водорослей») и исследований 

Азиатские производители микроводорослей и морских водорослей в настоящее время являются основными драйверами роста. Количество компаний по производству водорослей в Европе выросло, но их влияние все еще невелико. Производство биомассы водорослей в ЕС (0,23 млн тонн в свежем виде) составило менее 1 % от мирового производства в размере 30,4 млн тонн в 2015 году. Однако текущие политические приоритеты ЕС благоприятствуют переходу к устойчивой экономике и, следовательно, развитию сектора водорослей, например, Стратегия биоэкономики ЕС. Стратегия синего роста ЕС и Европейский зеленый курс ЕС также финансирует проекты помощи в целях развития, связанные с выращиванием водорослей, например, проект стоимостью 8 миллионов евро, призванный помочь общинам канембу в Чаде адаптироваться к последствиям изменения климата и развивать возобновляемые источники энергии, предоставляя технологии для более эффективного выращивания и сушки спирулины. Работу выполняют в основном женщины. Увеличение объемов и качества продукции могло бы создать для них больше рабочих мест и доходов. 

Есть много примеров социально-экономической выгоды производства водорослей в развивающихся странах. Сбор водорослей Eucheuma на Занзибаре составляет 7,6% ВВП острова, а всего в отрасли морских водорослей Танзании занято 30 000 человек. 

Недавно на Бали выращивание морских водорослей пережило новый бум после того, как примерно десять лет назад оно было свернуто. Из-за всем известного популярного заболевания туристическая индустрия рухнула, и было заново открыто выращивание морских водорослей, приносящее рабочим доход до 400 долларов США в месяц. Это чуть больше половины того, что было у людей до пандемии, но показывает, что диверсификация может помочь преодолеть такой кризис. 

Выращивание водорослей может внести важный вклад в обеспечение продовольственной безопасности будущих поколений, особенно в регионах мира, где из-за роста населения имеющихся пахотных земель может оказаться недостаточно. Это особенно актуально для Африки, где к 2100 году на человека будет приходиться от 458 до 629 м 2 пахотных земель. Если интегрировать в сельскохозяйственную систему по кругу, выращивание водорослей может снизить потери питательных веществ и выбросы парниковых газов, а также обеспечить экологически чистую энергию. Чтобы это стало реальностью, производство водорослей должно стать дешевле, чтобы конкурировать с дешевыми продуктами в больших количествах, такими как масло. Новые технологии и масштабирование производства водорослей, как это уже происходит сегодня, могут иметь важное значение. Для производителей водорослей повышение ценности коллекций штаммов и генетических ресурсов, а также патентов, новых приложений, технологий и разработок продуктов является важным шагом вперед. Однако в более широком масштабе важно, чтобы правительства поддерживали исследовательские программы по выращиванию и переработке водорослей и принимали законодательство, которое стимулирует устойчивое производство, препятствуя, например, загрязнению путем введения налога на выбросы углерода или аналогичных мер, связанных с загрязнением чрезмерным внесением удобрений. Только если внешние факторы, вызванные, например, сжиганием ископаемого топлива, чрезмерным использованием удобрений или вырубкой лесов для производства продуктов питания, отражаются в цене продуктов, устойчивые технологии, такие как производство водорослей, могут стать конкурентоспособными за относительно короткий период времени.

Инфракрасная сушка фруктов и других пищевых продуктов

Фрукты имеют очень короткий срок хранения из-за высокого содержания влаги более 83%, и для увеличения срока их хранения необходимо использовать различные методы консервации. Одним из старейших методов сохранения сельскохозяйственной продукции является сушка, заключающаяся в удалении воды из произведенных товаров для обеспечения микробиологической безопасности при употреблении. Одним из способов сушки является нагревание инфракрасным излучением. Этот метод нагревания и сушки особенно подходит для сушки тонких слоев вещества с большой поверхностью, подвергающейся воздействию излучения. Инфракрасная сушка основана на свойстве воды поглощать инфракрасное излучение. Технология инфракрасного излучения имеет диапазон длин волн от 0,75 до 100 мкм и подразделяется на коротковолновое (0,75–2 мкм), средневолновое (2–4 мкм) и длинноволновое (4–100 мкм).

Использование ИК-нагрева для сушки пищевых продуктов в последнее время вызывает особый

интерес в связи с развитием индустрии строительства излучателей. Эффективность – это способность производить желаемый результат. Эффективность инфракрасного нагрева составляет от 80% до 90.

Сушка макаронных изделий, рыбных хлопьев иногда производится в туннельных инфракрасных сушилках. Инфракрасный нагрев при сушке не термочувствительных материалов имеет некоторые преимущества, включая равномерный обогрев поверхности, малое время обработки, высокую скорость теплопередачи. Кроме того, инфракрасная сушка также нашла применение в различных методах анализах пищевых продуктов для измерения содержания влаги и летучих веществ.

Преимущества ИК-излучения перед конвективным подводом тепла заключаются в высоких коэффициентах теплопередачи, коротком времени процесса.

Сравнение ИК-сушки с традиционной конвективной сушкой тонких ломтиков яблока показало, что время сушки процесса может быть сокращено примерно на 50%, если нагрев осуществляется с помощью ИК-энергии. Конечно же, речь не идет о высокой сохранности фитохимических веществ в готовом продукте, так как инфракрасная сушка при атмосферном давлении, как и традиционная высокотемпературная сушка, губительна.

Удельное потребление энергии в процессе инфракрасной сушки ниже, а тепловой КПД выше, чем в процессе традиционной конвективной высокотемпературной сушки. С другой стороны, атмосферная конвективная сушка по принципу теплового насоса имеет существенные преимущества перед инфракрасной сушкой, как в отношении бережного подхода к сушке, так и в отношении энергоэффективности, поэтому больше подходит для сушки овощей, ягод, фруктов и лекарственных растений. 

Стоит отметить, что ИК-излучение использовалось в сочетании с несколькими методами сушки, поскольку оно повышает эффективность и качество сушки только при определенных условиях.

Сочетание инфракрасного излучения с вакуумно-импульсными режимами сушки обеспечивает синергетический эффект, что приводит к эффективному процессу сушки даже термочувствительного сырья. Такой принцип подвода энергии реализован в сушильном столе вакуумно-импульсном, применяемом многими производителями БАД и фармацевтических порошковых субстанций (сухие порошковые экстракты лекарственных растений, концентратов сока, мёда, мумиё и т.д.).

В последние годы ИК-вакуумно-импулсьная сушка рассматривается как потенциальный метод получения различной высококачественной сушеной сельскохозяйственной продукции, в том числе фруктов, овощей и пророщенного зерна. ИК-вакуумно-импульсная сушка сочетает в себе преимущества как ИК-нагрева, так и вакуумной сушки с импульсом в зоне отрицательных давлений в точке кипения воды. Низкая температура сушки и мгновенный массоперенос, обеспечиваемые вакуумным импульсом, в сочетании с высокой передачей энергии за счет ИК-нагрева обеспечивают очень быструю низкотемпературную сушку и, таким образом, имеют потенциал для повышения энергоэффективности, а также качество готовой продукции.

Процесс миграции влаги во время сушки сложен и часто включает один или несколько транспортных механизмов, таких как диффузия жидкости, диффузия пара, поверхностная

диффузия и перепады гидростатического давления.

Сушка овощей, грибов, ягод и фруктов методом инфракрасной вакуумно-импульсной сушки

Сушка яблок

Яблоко считается четвертым по важности садовым фруктом для питания человека в мире. Сушка является одним из важных методов консервации, используемых для хранения яблок. Полифенолы, которые в основном отвечают за антиоксидантную активность, присутствуют в яблочных выжимках и, следовательно, являются экономичным и легкодоступным источником диетических антиоксидантов.

Вакуумно-импульсное обезвоживание с непрерывным инфракрасным нагревом, реализованные в дизайне сушильного стола вакуумно-импульсного, успешно используются в качестве альтернативы существующим методам обработки для производства высококачественных сушеных фруктов, овощей, экстрактов, сырных и мясных продуктов.

Сушка бананов

Наиболее распространенный метод сушки, используемый для сохранения бананов, — это сушка

горячим воздухом. Однако сушка горячим воздухом приводит к ухудшению качества бананов

как с точки зрения физических, так и питательных качеств.

Оптимальным способом для сушки бананов любой технологической зрелости по праву можно считать вакуумно-импульсный метод сушки. Технологи крупной компании (в антирекламных целях не указывается наименование компании) не смогли найти разницу между качеством бананов вакуумно-импульсной инфракрасной и сублимационной вакуумной сушки при дегустационном тесте.

Сушка персиков

Свежий персик имеет высокую способность к порче, поэтому персики перерабатываются в различные продукты с помощью сушки. Чтобы быстро, бережно и качественно высушить персик при низкой температуре рекомендуем использовать оборудование для вакуумно-импульсной сушки.

Сушка грибов

Грибы очень скоропортящиеся, а срок годности свежих грибов составляет всего около 24–48 часов в условиях естественной окружающей среды. Поэтому их следует употреблять или перерабатывать сразу после сбора урожая. Сушка является одним из важных методов консервации, используемых для хранения грибов, а сушеные грибы являются ценными ингредиентами различных видов хлеба, тортов, бисквитов, соусов и супов).

Поскольку грибы очень чувствительны к температуре, выбор правильного метода сушки может стать ключом к успешной работе вашего предприятия. Было проведено множество исследований по сушке грибов различными методами, такими как сушка горячим воздухом, сушка вымораживанием, ИК-вакуумная сушка, осмотическая дегидратация, в псевдоожиженном слое, в

микроволновом поле. ИК-вакуумно-импульсная сушка показывает самые обнадеживающие результаты, так как экономит время по сравнению с сушкой вымораживанием при сохранении качества продукта на самом высоком уровне. Использование инфракрасной вакуумно-импульсной или вакуумно-импульсной сушки также помогает получить более пористую микроструктуру сушеных грибов.

Инфракрасный вакуумно-импульсный, как и вакуумно-импульсный методы при правильном применении позволяют получать продукт премиального качества.

Сушка моркови

Морковь является богатым источником клетчатки, β-каротина, витаминов, комплекса витаминов группы В, рибофлавина и минералов. Консервирование моркови путем сушки – один из лучших вариантов преодоления сезонных колебаний. Сушеная морковь используется в различных хлебобулочных изделиях и готовых к употреблению блюдах, таких как сухие супы и салаты быстрого приготовления, приправы и соусы. Одним из способов сокращения времени сушки ломтиков моркови является предварительное осушение воздуха на базе холодильной техники.

Холодная атмосферная сушка по принципу тепловых насосов является наиболее благоприятным способом сушки моркови. Высушенная таким способом морковь имеет премиальное качество и лучше всего подходит для использования в рецептурах продуктов быстрого приготовления или кондитерских изделий, так как имеет прекрасные вкусо-ароматические характеристики и высочайшую способность к восстановлению водой (регидратации).

Сушка тыквы

Питательная ценность тыквы высока. В свежей тыкве общее содержание каротина, основного фактора высокой пищевой ценности, колеблется от 2 до 10 мг/100 г, витаминов Е и С приходится 1,03–1,06 мг/100 г и 9–10 мг/100 г. соответственно.

Плоды тыквы также являются ценным источником других витаминов: В6, К, тиамина и рибофлавина, а также минералов, например, калия, фосфора, магния, железа и селена. Мякоть тыквы – вкусная и ценная  добавка в разнообразные продукты для детей и взрослых. Плоды тыквы перерабатывают для получения сока, выжимок, сушеных продуктов. К продуктам сушки плодов тыквы со стороны потребителя обычно предъявляются следующие требования: яркие органолептические показатели, высокая способность регидратации. Чтобы получить нужный потребителю продукт, рекомендуем использование сублимационных атмосферных сушилок по принципу теплового насоса, которые обеспечивают высокое содержание β-каротина, яркий цвет и высокие показатели восстановления сушеной тыквы в холодной и горячей воде.

Сушка чеснока

Чеснок — растение, известное своими антиатеросклеротическими, антитромботическими и противомикробными свойствами. Кроме того, зубчики чеснока употребляются в пищу в различных регионах мира в сыром, сушеном, вареном и жареном виде. Чеснок применяется для приправы блюд из-за его специфического острого вкуса и используется для консервирования мяса и овощей из-за его антимикробных свойств. Чеснок является продуктом питания с наибольшим количеством сероорганических соединений. Тридцать три из этих соединений были идентифицированы, а биологическая активность только нескольких известна. Все известные способы сушки чеснока видоизменяют его вкус с явной потерей естественной жгучести и аромата. Есть только один способ сохранения естественного вкуса и аромата чеснока при сушке – холодная атмосферная сушка по принципу теплового насоса при температуре не выше 35°С.

Сушка лука

Лук занимает третье место в мире по производству овощей с годовым объемом производства 74 миллиона тонн. Он находит широкое применение в свежем, сушеном и жареном виде. Сушеный лук является продуктом, имеющим большое значение в мировой торговле, и производится в нескольких формах, таких как порошок, нарезанный, измельченный и хлопья. Лук используется в качестве вкусовых добавок в самых разнообразных пищевых рецептурах, таких как мясной фарш, супы, соусы, рассолы, заправки для салатов и приправы к маринадам. Пожалуй, это самый массовый продукт производства сушеных овощей. Естественно, по этим причинам к премиальному качеству сушеного лука никто не стремится. Производители концентрируют свое внимание в основном, на высокой производительности сушилок для лука. Поэтому рекомендуем для сушки лука применение одноярусной универсальной ленточной сушилки с температурным зонированием УЛС-2-20. Она позволяет сушить до 15 тонн лука в сутки и, в отличие от многоярусных ленточных сушилок, получать сушеный лук достойного качества.

Лиофильная сушка

Сушка вымораживанием — это удаление льда или других замороженных растворителей из материала в процессе лиофильной сушки и удаление связанных молекул воды в процессе десорбции.

Лиофилизация и сушка вымораживанием — термины, которые используются взаимозаменяемо в зависимости от отрасли и места, где происходит сушка. Контролируемая сушка вымораживанием поддерживает достаточно низкую температуру продукта во время процесса. Это сугубо фармацевтический метод сушки для сохранения термочувствительных материалов, таких как белки, микробы, фармацевтические препараты, ткани и плазма.

Сублимационная сушка в пищевой промышленности

В пищевой промышленности для обеспечения стабильности высушенных продуктов при хранении проводится обязательная предварительная операция бланширования сырья – кратковременной тепловой обработки. Такая операция инактивирует ферменты, стабилизирует текстуру сырья и стерилизует. Благодаря ей  уничтожаются вредные микроорганизмы, инактивируются ферменты, фиксируются структуры красящих пигментов и тканей сырья. Правильно бланшированные овощи, ягоды, фрукты и мясо безопасны, лучше сохраняют свой цвет, в том числе при хранении, быстрее сушатся. Обязательное применение операции бланширования в технологии подготовки плодового-ягодного и мясного сырья перед сушкой ставит под сомнение вопрос рациональности применения сублимационных сушилок, так как основные положительные эффекты сублимационной сушки, заключающиеся в сохранении ферментативных систем и микроорганизмов могут навредить качеству готового продукта и здоровью потребителя. К тому же лиофильные сушилки очень дорогие в приобретении, а расходы на их эксплуатацию невероятно высоки по отношению к производительности. Поэтому весь цивилизованный мир производственного бизнеса ищет адекватную альтернативу сублимационной вакуумной сушке. 

Холодная атмосферная сушка – альтернатива вакуумной сублимационной сушке

Мировые и отечественные разработки оборудования, альтернативы сублимационной сушке, учитывают несколько основных принципов:

• быстрая сушка при низкой температуре 30-45°С;
• низкие энергозатраты на процесс сушки;
• яркие вкус, цвет и аромат получаемых продуктов;
• высокая степень регидратации.

Все эти принципы реализованы только в двух типах оборудования: сублимационная атмосферная сушилка и вакуумно-импульсная сушилка.

Это оборудование в отличие от вакуумной сублимационной сушки поддерживают режимы сушки при более высоких, но допустимых положительных температурах, также не влияющих на термочувствительные вещества сырья, обеспечивают меньшее время сушки, расходуют в разы меньше энергии. Эксплуатация холодных атмосферных и вакуумно-импульсных сушилок очень проста, поэтому не требуется привлечение высококвалифицированного персонала. Затраты энергии на процесс холодной атмосферной и вакуумно-импульсной сушки минимальны и составляют всего 0,45-0,75 кВт на 1 кг удаленной влаги. Для сравнения сублимационная вакуумная сушилка расходует 2.0-4,5 кВт на 1 кг удаленной влаги.

Применение вакуумно-импульсной сушилки позволяет еще больше экономить на эксплуатации, так как дает возможность использовать энергию природного магистрального газа, который почти в 10 раз дешевле электричества на 1 кВт мощности генерируемой энергии. Поэтому, если вы хотите организовать производство высококачественных мясных, грибных и/или плодово-ягодных продуктов, ваш выбор однозначно ляжет на вакуумно-импульсную технологию.

Для сушки лекарственного, а особенно эфирно-масличного сырья следует применять технологию холодной атмосферной сушки, так как отсутствие вакуума и низкая температура сушки 35°С способствуют обеспечению полной сохранности всех фитохимических соединений и эфирно-масличных веществ. Холодные атмосферные сушилки работают по принципу теплового насоса, что позволяет повторно использовать скрытую теплоту парообразования удаляемой воды и показывать самые лучшие результаты энергоэффективности.

Для справки: холодные атмосферные сушилки по принципу теплового насоса в европейской классификации сушильного оборудования отнесены к классу  сублимационных атмосферных сушилок.

Технология сушки овощей и фруктов. Подготовка

При сушке из фруктов и овощей удаляется большая часть воды, что увеличивает срок их хранения и повышает их удобство хранения, применения и ценность. Уменьшение веса и габаритов делает транспортировку более дешевой и легкой, хотя многие сушеные продукты хрупкие и требуют упаковки в коробки, чтобы предотвратить их раздавливание. Различные категории сушеных пищевых продуктов можно охарактеризовать как крупнообъемные, малоценные культуры, такие как основные злаки, и малообъемные, более ценные продукты, такие как сухофрукты, овощи, травы и специи. Эта вторая категория предлагает лучшие возможности для рентабельного производства переработчиками. Продукты атмосферной сублимационной и вакуумной сушки являются наиболее востребованным на рынке типом сушеных фруктов, ягод и овощей. Другие более дорогие методы сушки, такие как сублимационная, нами и большинством предпринимателей не рассматриваются по причинам экономической целесообразности применения. Некоторые продукты могут быть бланшированы, сульфированы, сульфитированы или обработаны раствором лимонной или аскорбиновой кислоты, чтобы защитить их от ферментативного и неферментативного потемнения.

Мойка овощей и фруктов

Поступающие на предприятие овощи и фрукты тщательно моются в специальном оборудовании для мойки. Выбор оборудования для мойки зависит от многих факторов плодов: размер, форма, текстура, необходимость очистки от кожуры, производительность и т.д.

Инспекция овощей и фруктов

Фрукты и овощи должны быть тщательно проинспектированы. Если фрукты, в частности, перезрели или залежались, они легко повреждаются, их может быть трудно высушить. Сильно перезрелые фрукты, овощи и ягоды легко сушит только вакуумно-импульсная сушилка. Также следует отбраковывать плоды, пораженные плесенью, так как их на вид здоровая часть плода за счет процессов инфильтрации тоже скорее всего заражена грибком. Откровенно недозрелые плоды имеют плохой вкус, цвет и внешний вид. 

Нарезка овощей и фруктов

Мытые (очищенные от кожуры) овощи и фрукты нарезаются или сушатся в цельном виде. Сушке обычно предшествует операция бланширования. Бланширование бывает физическое и химическое. 

Бланширование овощей и фруктов

Бланширование овощей и фруктов разрушает ферменты и предотвращает изменение цвета, вкуса и текстуры готового продукта во время его хранения. Однако сам по себе бланширование не сохраняет продукты питания, поэтому плоды необходимо дополнительно обрабатывать путем сушки, чтобы обеспечить длительный срок хранения. Овощи и фрукты бланшируют кратковременным нагреванием в горячей воде или на пару, а затем охлаждают. Для производства в небольших масштабах плоды можно поместить в проволочную корзину и погрузить в кипящую воду.

При бланшировании паром применяется конвейерный паровой бланширователь. Обработка паром занимает немного больше времени, чем бланширование водой, но имеет то преимущество, что в плодах сохраняется больше питательных веществ, поскольку они не мигрируют в воду.

Существуют некоторые эффективные необязательные способы химической обработки, которые помогают сохранить цвет и текстуру некоторых сушеных фруктов и овощей. Например, ярко-зеленый цвет листовых овощей, гороха и так далее можно сохранить, добавив бикарбонат натрия в воду для бланшировки, а текстуру некоторых овощей, таких как зеленая фасоль, можно сохранить путем бланширования в растворе хлорида кальция. Оба химиката обычно доступны в компаниях, торгующих промышленной химией.

Сульфирование и сульфитирование овощей и фруктов

Для большинства фруктов используется 350-400 г серы на 100 кг плодов, горящей 1-3 часа. Диоксид серы предотвращает потемнение таких продуктов, как яблоки, абрикосы, хотя его не следует использовать с красными фруктами, поскольку он их обесцвечивает. Сульфирование (с использованием газообразного диоксида серы) достигается путем воздействия на кусочки нарезанных или дробленых фруктов горящей серой в камере для сульфирования. Количество используемой серы и время выдержки зависят от типа фруктов, их влажности и ограничений, установленных законодательством в отношении остаточных количеств диоксида серы в конечном продукте или установленных импортерами коммерческих ограничений. 

При сульфитировании диоксид серы растворяется в воде, а не в виде газа, используемого в процессе сульфирования. Сульфит натрия, метабисульфит натрия или метабисульфит калия превращают в растворы либо путем добавления одного из них в воду для бланширования, замачивая нарезанные плоды на 5-10 минут в полученном сульфитном растворе. Около двух третей веса метабисульфита натрия образуется в виде диоксида серы при его растворении в воде. Например, чтобы получить 0,001% раствор, который эквивалентен 1000 частей на миллион, 1,5 г растворяют в литре воды, чтобы получить 1 г диоксида серы на литр. 

Таблица 1 – Этапы подготовки сырья перед сушкой

Таблица 2 - Время бланширования различных овощей

Осмотическая сушка

Этот метод может использоваться для удаления до половины воды из фруктов и, следовательно, является дешевым способом увеличения производительности сушилки или частичной обработки фруктов для промежуточного хранения, чтобы производство можно было продлить в течение всего года без использования холодильных хранилищ. В целом этот метод обеспечивает хорошее сохранение цвета в сушеных продуктах и ​​дает более сладкий продукт с более мягким вкусом. Тем не менее, кислоты также удаляются из фруктов во время процесса, а более низкая кислотность продукта может привести к росту плесени, если продукты не будут должным образом высушены и упакованы. Искусственное внесение органических кислот в сироп решает эту проблему.

В более сложном методе, фрукты сначала варят в 20% сладком сиропе, а затем замачивают на ночь. Затем плоды процеживают из сиропа и каждый день перекладывают в 40%-ный и 60%-ный сиропы по очереди с необязательным кипячением в течение 10 минут при каждом переносе. После замачивания сироп разбавляют примерно до половины исходной концентрации. Каждый день самый разбавленный сироп (10%) используется для других продуктов и готовится новый 60% сироп. К преимуществам этого метода можно отнести повторное использование сахарных сиропов и более мягкую консистенцию конечного продукта. Некоторые производители имеют еще больше стадий процесса и могут переводить фрукты в условия с возрастающей концентрацией сахара каждый день в течение четырнадцати дней. 

Типы сушилок для овощей и фруктов

Более высокая стоимость сушеных фруктов и овощей, полученных методом холодной сушки по сравнению, например, с продуктами тепловой конвективной или инфракрасной сушки, может оправдать более высокие капиталовложения в атмосферную сублимационную или вакуумно-ипульсную сушилку. Эти типы сушилок обеспечивают более высокую скорость сушки и больший контроль над условиями сушки, меньшее потребление энергии, чем традиционные сушилки. 

Упаковка сушеных овощей и фруктов

Если климат или микроклимат помещения сухой, возможно, нет необходимости упаковывать сушеные продукты, так как они не впитывают влагу из воздуха. Однако влажный воздух может привести к тому, что высушенные продукты напитаются влагой и заплесневеют. Стабильность сушеных продуктов зависит не только от влажности воздуха, при которой продукты не прибавляют в весе и не теряют в весе («равновесная относительная влажность»), но и от типа продуктов. Различные продукты можно сгруппировать в зависимости от их способности поглощать влагу из воздуха. Две группы: гигроскопичные (легко впитывают атмосферную влагу) и не гигроскопичные (не впитывают атмосферную влагу). Классическим примером являются соль и перец, где соль очень гигроскопична, а перец негигроскопичен, но аналогичные примеры существуют и для продуктов из фруктов и овощей. Эта разница определяет требования к упаковке для различных сушеных плодов. Содержание влаги, при котором пищевой продукт является стабильным, известно как равновесное содержание влаги.

Сушеные фрукты и овощи обычно упаковываются в один из множества различных видов пластиковой пленки. Выбор правильного типа упаковочного материала зависит от сложного сочетания соображений, которые включают:

• температура и влажность воздуха, в котором хранится продукт;
• способность продукта поглощать влагу из воздуха;
• реакции внутри продукта, вызванные воздухом или солнечным светом во время хранения;
• ожидаемый срок годности;
• маркетинговые соображения;
• стоимость и наличие на местном рынке различных упаковочных материалов.

В целом, хотя тонкая полиэтиленовая пленка обычно является самым дешевым и широко доступным материалом, она подходит только для хранения сушеных фруктов и овощей в течение короткого времени, прежде чем они наберут влагу, размягчатся и заплесневеют. Полипропилен обладает лучшими барьерными свойствами и поэтому обеспечивает более длительный срок хранения, но обычно он дороже и может быть недоступен. Другие более сложные пленки, такие как ламинированные пленки из полиэтилена и алюминиевой фольги, обеспечивают гораздо лучшую защиту сушеных пищевых продуктов, но они значительно дороже.

Большинству сушеных продуктов также требуется прочная коробка или картон, чтобы предотвратить их раздавливание и защитить от света, который вызывает потерю цвета и появление посторонних привкусов во время хранения. Свойства различных упаковочных материалов для сухих пищевых продуктов показаны в таблице 3.

Из таблицы видно, что некоторые типы упаковок обеспечивают хорошую защиту, например, от проникновения воздуха и влаги, в то время как другие защищают от света, сдавливания и т. д. Таким образом, вяленые продукты обычно упаковывают в воздухонепроницаемые и влагонепроницаемые упаковки. мешки, которые затем помещаются во внешний контейнер для защиты от света, раздавливания и т. д.

Таблица 3 – Свойства упаковочных материалов для сушеных фруктов и овощей

Примечания: Предполагается, что все упаковки должным образом запечатаны. 1 = плохая защита, 2 = хорошая защита, 3 = отличная защита. 

Витграсс: что это такое, польза

Растущий интерес к естественным питательным ингредиентам привел к увеличению потребления зеленых продуктов, включая зеленые овощи, такие как капуста, а также травы и морские водоросли. Витграсс относится к молодым побегам обыкновенной пшеницы. Рынок органических продуктов из ростков пшеницы переживает бурный рост благодаря своим питательным свойствам. Бережно высушенные при низкой температуре измельченные ростки пшеницы широко употребляется в качестве первого утреннего приема пищи благодаря их великолепным питательным свойствам. Считается, что витграсс обладает многими питательными свойствами, такими как противовоспалительные, антиоксидантные, антиканцерогенные, иммуномодулирующие и антибактериальные. Возникающая тенденция потребления органических здоровых продуктов отвечает за ускорение роста рынка.

Функциональные продукты из ростков пшеницы

В последние годы функциональные продукты питания и напитки на растительной основе завоевали популярность среди потребителей во всем мире. Органические ростки пшеницы в настоящее время широко используются во множестве основных продуктов питания и напитков для придания им функциональных свойств. Ожидается, что растущие инновации и деятельность по разработке продуктов для создания функциональных продуктов на основе ростков пшеницы будут стимулировать рост рынка в обозримом будущем. Например, калифорнийский бренд органических добавок из цельных продуктов Amazing Grass выпустил новый протеиновый порошок, Organic Protein и Kale, содержащий органический порошок ростков пшеницы. Продукт доступен в трех вкусах: ваниль, шоколад и арахисовое масло. Российские компании тоже отметились в этом направлении. В настоящее время есть несколько брендов, которые предлагают витграсс в порошковой форме. Остается открытым вопрос, где они его берут для фасовки. Безопасность напитков, произведенных из китайских сырьевых концентратов всегда под вопросом.

Чтобы производить экологически чистый продукт, который несет здоровью только пользу, предлагается использование российского сырья и технологии холодной атмосферной сушки. Цикл производства очень простой. Около четырех дней после посева зерен пшеницы, уже образуются ростки технологической зрелости длиной 15 см, которые срезаются и сушатся в течение двенадцати часов в холодной атмосферной сушилка, после чего измельчаются в дробилке и фасуются в товарную упаковку.

Спрос на веганские продукты

Спрос на растительные продукты среди потребителей растет из-за растущей популярности растительного питания. Витграсс после его коммерциализации, который был доступен только в магазинах здоровой пищи и специализированных торговых точках в формате сока и сухого порошка, теперь набирает обороты, став основным продуктом на рынке продуктов питания и напитков. Он все чаще используется в качестве ингредиента в пищевых добавках, функциональных продуктах питания и напитках, часто в сочетании с другими натуральными ингредиентами, которые считаются полезными для здоровья. Растущий спрос на органические функциональные продукты и напитки на растительной основе в первую очередь стимулирует рост рынка органических продуктов из ростков пшеницы. Мировой рынок органических ростков пшеницы сегментирован по типу продукта, каналу сбыта и географии. Ожидается, что напитки, содержащие органические ростки пшеницы, будут иметь потенциальный рост, связанный с растущей популярностью функциональных напитков. Органические функциональные напитки на основе ростков пшеницы ориентированы на широкий круг потребителей, заботящихся о здоровом образе жизни. Компании извлекают выгоду из растущей тенденции здорового питания, представляя инновационные органические полезные напитки на основе ростков пшеницы, которые можно употреблять на ходу. Например, на европейском рынке присутствует  готовый к употреблению напиток из ростков пшеницы премиум-класса, приготовленный из порошка ростков пшеницы, органических фруктовых соков и других натуральных ингредиентов, предназначенный для спортсменов и потребителей, заботящихся о своем здоровье.

Перспектива производства и реализации витграсса

Ожидается, что супермаркеты и гипермаркеты станут свидетелями высоких продаж органических продуктов из ростков пшеницы благодаря широкому ассортименту продуктов на их основе. Для товаров в таких магазинах выделяются специальные проходы, предоставляющие покупателям различные варианты выбора. Ожидается, что скидки и предложения, предлагаемые супермаркетами и гипермаркетами, будут способствовать росту сегмента.

В нашей стране будет наблюдаться устойчивый рост благодаря растущей популярности экологически чистых органических продуктов. Растущее осознание потребителями различных преимуществ ростков пшеницы для здоровья стимулирует рост рынка в регионе. Используя зарождающуюся культуру здорового завтрака, ключевые игроки внедряют инновационные продукты.

Ожидается, что рынок здоровых продуктов продемонстрирует сильный рост. Возникающая тенденция потребления веганских органических продуктов привела к увеличению спроса на органические растительные продукты. Недавний сдвиг потребительских предпочтений в сторону растительных продуктов, богатых питательными веществами, способствовал ускорению роста рынка органических продуктов из ростков пшеницы. Наша страна станет свидетелем значительного роста рынка благодаря быстро растущей индустрии нутрицевтиков.