Сублимационная сушка при атмосферном давлении
Нашим согражданам, стремящимся потреблять более здоровые и натуральные продукты питания, ученые и практики советуют увеличивать ежедневное потребление фруктов и овощей, поскольку их пищевая ценность как источников витаминов, минералов, клетчатки и продуктов с низким содержанием жира хорошо известна и признана. Однако содержание воды в большинстве фруктов и овощей превышает 80%, что ограничивает их срок хранения и делает их более уязвимыми при хранении и транспортировке. Овощи и фрукты можно сделать более приемлемыми для потребителей путем сушки. Кроме того, существует перспективный рынок сушеных фруктов и овощей, что повышает важность сушки в настоящее время. В России, как и в других странах, большие потери фруктов и овощей обычно происходят в пиковые сезоны и далее в складском и торговом обращении, и многие пока практикуют для хранения фруктов и овощей специальные энергозатратные холодильные условия. Хотя сушка тоже является энергоемкой операцией, она показывает лучшие перспективы в плане сохранности пищевой ценности продукции, а также в сроках хранения продуктов, которые близятся к 2 годам. Помимо этого, сушка посредством уменьшения насыпного веса и объема продуктов позволяет экономить на складских и транспортных затратах, перевести скоропортящиеся продукты (излишки) в стабильные формы (например, сушеное яблоко).
Также сушка выгодно себя показывает в аспекте производства ингредиентов и добавок в промышленной переработке (так называемые промежуточные пищевые продукты, такие как овощи для супов, лук для вареного мяса, фрукты для тортов, связующие вещества, ароматизаторы, пищевые красители, гелеобразующие и эмульгирующие белки и для получения полуфабрикатов (картофельных хлопьев, растворимых напитков, сухих завтраков, сухофруктов для использования в качестве закусок и т. д.) с характеристиками быстрого восстановления и хорошими сенсорными качествами для специального использования, например, в торговых автоматах, или непосредственно для потребителей.
В процессе сушки требуется тепло для испарения влаги из продукта и поток воздуха для отвода испарившейся влаги, что делает сушку энергозатратной операцией, если, конечно речь не идет о холодных атмосферных сушилках, работающих по принципу теплового насоса.
Технология холодной атмосферной сушки (теплового насоса)
Технология теплового насоса успешно используется для сушки сельскохозяйственных продуктов. Этот тип сушки отлично подходит для производства высококачественной сельскохозяйственной продукции, особенно фруктов и овощей. До сих пор происходит много потерь продовольствия из-за неадекватных методов хранения и обработки, а традиционные методы конвективной инфракрасной сушки не могут похвастаться высоким качеством готовой продукции, поэтому холодные атмосферные сушилки очень востребованы в странах СНГ.
Сушка тепловым насосом также требует меньшего времени сушки, чем другие методы сушки, и ее конструкция, управление и обслуживание довольно просты, что делает холодные атмосферные сушилки доступным и удобным инструментом для стран СНГ. Поскольку сушка тепловым насосом является низкотемпературным процессом сушки, она дает двойное преимущество по сравнению с обычной, распространенной и ненадежной конвективной инфракрасной сушкой.
Капитальные и эксплуатационные затраты процесса холодной атмосферной сушки
Несмотря на то, что сушилки с тепловым насосом требуют больше инвестиционных затрат, снижение переменных затрат на электроэнергию для их эксплуатации обосновывает их преимущество перед другими традиционными методами сушки. Сушилки с тепловым насосом экономически эффективны во многих областях сушки, поскольку они могут извлекать и использовать скрытую энергию воздуха и водяного пара для сушки продукта. Сушилка с тепловым насосом потребляет всего около 0.5 кВт электроэнергии на 1 кг испаренной влаги. Поэтому для холодных атмосферных сушилок общая стоимость удаления литра воды из продукта значительно ниже, чем при сушке в традиционных сушилках. Благодаря этому более высокие капитальные затраты при приобретении сушилки быстро нивелируются, и далее окупаются на фоне низких эксплуатационных затрат, и все это при потрясающем качестве готовых продуктов, с которым можем посоперничать только более дорогостоящая вакуумная сублимационная сушилка.
Принцип действия сублимационной атмосферной сушилки и качество готовой продукции
Сублимационная атмосферная сушилка имеет возможность восстанавливать скрытую и явную теплоту путем конденсации влаги из сушильного воздуха, чего другие методы сушки сделать не могут. Восстановленное тепло возвращается в сушилку за счет нагревания осушенного сушильного воздуха, следовательно, эффективность использования энергии существенно повышается в результате рекуперации тепла, которое иначе теряется в атмосфере в обычных сушилках. Это обеспечивает сушку при более низких температурах, меньшую стоимость и работу даже во влажных условиях окружающей среды.
Цели сушки в пищевой промышленности можно разделить на три группы, а именно:
- экономические;
- экологические;
- качество готовой продукции.
Технология холодной атмосферной сушки достигает всех этих целей за счет сушки в экологически чистых условиях, поскольку газы и пары не выделяются в атмосферу и работают независимо от погодных условий окружающей среды. Кроме того, резко снижается потребление энергии (экономия затрат на энергию составляет от 60% до 80%), а качество продукции сохраняется наилучшим образом. Кроме того, ароматный конденсат удаленной влаги можно сохранять, накапливать в буферной емкости и потом использовать в смесевых продуктах. Также имеется потенциал для извлечения ценных летучих веществ из конденсата холодных атмосферных сушилок.
При сушке тепловым насосом микробная безопасность сводится к минимуму. Сушильные машины с тепловым насосом способны повысить микробную безопасность пищевых продуктов, поддерживая данные относительной влажности во время сушки на приемлемо низком уровне. Кроме того, рабочая температура осушителей с тепловым насосом не ограничивается влажностью окружающей среды. Рециркуляция воздуха в сушилках с тепловым насосом не представляет серьезной проблемы готовой продукции: сушеных плодов, ягод, лекарственного растительного сырья, а также мясных продуктов. Это связано с тем, что сушилка с тепловым насосом не поддерживает большое количество микробов на змеевиках или в любом другом месте сушилки. Однако во избежание накопления микробной активности, как и в любых процессах пищевой промышлености, стерилизацию необходимо проводить своевременно. Лучшим способом стерилизации в данном случае является озонирование воздуха рабочих зон и камер сушилки. Разумная периодичность озонирования - 1 раз в неделю.
Ухудшение цвета является основной причиной потерь при сушке пищевых продуктов. Цвет продуктов очень важен с точки зрения потребительских свойств. Ферментативное побурение при сушке – это проблема традиционных способов сушки, связанная с температурным фактором процесса, чего лишена наша сублимационная атмосферная сушилка, которая сушит сырье при температуре всего 30°С.
Влияние сушки при постоянной температуре на качество продукции хорошо известно. Большинство параметров качества продукта, таких как содержание продуктов ферментативного потемнения и аскорбиновой кислоты, часто проявляются в виде постепенного снижения с повышением температуры сушки. При холодной атмосферной сушке содержание аскорбиновой кислоты в кусочках может быть увеличено в среднем на 20% по сравнению с температурной конвективной сушкой без увеличения времени сушки.
Кроме того, концентрация летучих соединений, обеспечивающих аромат и биологическую активность сырья, обычно увеличивается при сушке, особенно при более низких температурах, типичных для сушки тепловым насосом. При сравнении различных типов сушилок, а именно, сушилки в конвективной камере, в туннельной сушилке и холодной атмосферной сушилке, сушилка с тепловым насосом является лучшей системой для сохранения летучих соединений в нарезанных сухофруктах с точки зрения лактонов и терпеноидов среди трех методов сушки. Этот эффект высокой сохранности веществ был также промышленно апробирован нашими клиентами на лекарственном сырье в процессе сушки корня родиолы розовой. Промышленные испытания показали содержание розавина в готовом сушеном корне почти в 2 раза выше, чем при традиционных методах сушки. Эти факты выгодно представляют холодную атмосферную сушилку, как современный инструмент промышленной сушки, позволяющий обеспечивать высокую сохранность нативных веществ сырья. Имбирь, высушенный в сушилке с тепловым насосом, сохраняет более 26% гингерола, основного летучего ароматического компонента, ответственного за его остроту, по сравнению с коммерческими образцами, высушенными с помощью традиционных методов сушки, обеспечившими сохранность этого вещества на уровне менее 20%. Более высокое удержание летучих веществ в имбире, высушенном с применением холодной атмосферной сушилки, обусловлено низкой температурой сушки. То же правило действительно и для чеснока, острота которого полностью сохраняется при сушке в нашей сублимационной атмосферной сушилке.
Это свойство холодной атмосферной сушки особенно ценно в производстве сушеных пищевых продуктов премиум-класса, а также в переработке лекарственного сырья. Прием высокой сохранности вкуса, цвета, аромата и биологически активных веществ сырья в процессе холодной атмосферной сушки мы сами и наши клиенты используем на производстве плодово-ягодных снеков, густых, сухих и СО2-экстрактов, в том числе с применением линий экстракции, концентрирования и сушки нашего изготовления, которые вы также можете приобрести у нас.
Во время сушки можно наблюдать важные изменения в структурных свойствах фруктов и овощей по мере удаления воды из влажного материала. Регидратация – это процесс увлажнения сухих пищевых материалов. В большинстве случаев сушеные продукты перед приготовлением или употреблением замачивают в воде, поэтому регидратация является очень важным критерием. Факторы, влияющие на процесс регидратации, включают пористость, капиллярность и наличие полостей вблизи поверхности продукта, температуру, захваченные пузырьки воздуха, аморфно-кристаллическое состояние, растворимые твердые вещества, рН воды для замачивания и уровень сухости. Более быстрая и полная регидратация достигается на продуктах, высушенных в холодной атмосферной сушилке, что делает технологию сушки с тепловым насосом еще более привлекательной.