Основные виды сушки плодов

Практическое занятие № 8

Основы технологического учета при производстве сухофруктов

Основные виды сушки плодов

Сушка плодов и овощей осуществляется для того, чтобы удалить из них влагу в количестве, исключающем возможность микробиологических и биохимических процессов, и обеспечить длительное хранение продуктов без порчи.

Сушка происходит путем испарения влаги, основанного на способности воздуха поглощать пары воды до определенного предела, зависящего от температуры.

Сушка (обезвоживание) предотвращает или замедляет физико-химические, биологические и другие процессы, снижающие питательную ценность продукции или способствующие их порче. Сушку используют для увеличения продолжительности хранения плодов, овощей, грибов и др. Большинство пищевых продуктов сушат до содержания влаги 4–14 %, в результате чего снижаются ферментативные процессы. Плоды с большим количеством сахара сушат до влажности 20 – 25 %. Это связано с тем, что при обезвоживании возрастает осмотическое давление среды и воздействует на жизнедеятельность микроорганизмов [ 22 ].

Естественную сушку применяют в основном в южных районах. Сырье в зависимости от условий сушат на специальных площадках 5 –12 суток, сначала на солнце, затем в тени.

Конвективная сушка - наиболее распространенная сушка продукции нагретым воздухом. Влага удаляется подогретым (80-120⁰ С) воздухом в сушильных установках, состоящих из сушильной камеры и калорифера (подогревателя воздуха). В зависимости от конструкции камеры сушильные установки подразделяют на шкафные, карусельные, ленточные, канальные, распылительные и др.

Процесс протекает правильно в том случае, если скорость испарения влаги с поверхности продукции равна скорости переноса влаги внутри его. При более высокой скорости испарения на поверхности продукции образуется корка, замедляющая сушку, при медленном испарении сырье запаривается. Процесс можно интенсифицировать, увеличивая поверхность испарения, для чего плоды разрезают на куски.

Однако конвективная сушка протекает сравнительно длительное время (3-10 ч) при температуре 60-75⁰ С, оптимальной для деятельности многих ферментов и микроорганизмов. Это приводит к потерям компонентов химического состава (окислению витаминов, дубильных и красящих веществ, реакции меланоидинообразования), ухудшению вкуса, аромата и цвета готовой продукции. Чтобы снизить указанные потери и предупредить потемнениe плодов и овощей, сырье предварительно обрабатывают сернистым ангидридом либо бланшируют горячей водой или паром для инактивации ферментов. Кроме того, высушенные таким способом плоды и овощи плохо набухают и восстанавливаются до готового блюда после длительного кипячения (25-30мин).

Сушка в кипящем и виброкипящем слое - более современные способы обезвоживания. В обычных сушилках обезвоживание происходит в плотном слое, когда не вся поверхность продукта участвует в теплообмене. Процесс протекает медленно, возможны перегревы отдельных участков слоя. Обезвоживание значительно ускоряется, если сырье перемешивают.

В кипящем (псевдосжиженном) слое плоды и овощи сушат следующим образом. Через слой измельченного или зернистого продукта, находящегося на сетке, с определенной скоростью продувают воздух. Слой вначале разрыхляется, набухает, затем переходит в состояние псевдосжижения, напоминающее кипящую жидкость. Вследствие интенсивного перемешивания и контакта отдельных частиц с нагретым воздухом в объеме слоя выравнивается температура, сокращается продолжительность сушки.

При сушке в виброкипящем слое нарезанные кусочки продукта интенсивно перемешивают благодаря одновременному воздействию вертикальных вибраций решетки и восходящего воздушного потока. По сравнению с сушкой в плотном слое продолжительность процесса уменьшается в 2-3 раза, повышается качество готовой продукции.

Распылительную сушку используют для обезвоживания жидких или тонкоизмельченных продуктов и широко применяют в пищевой промышленности при производстве соков, пюре, порошков. Сырье подают в распылительное устройство, где с помощью форсунок и дисков оно превращается в мельчайшие капельки. В большой сушильной камере частицы продукта встречаются с потоком воздуха, нагретого до температуры 140-160⁰С, и обезвоживаются. Сухой остаток в виде порошка осаждается в нижней части камеры.

Сушка в распылительном состоянии продолжается несколько секунд, благодаря чему в готовой продукции почти полностью сохраняются термолабильные вещества – белки, витамины. Недостаток этого вида сушки – опасность окисления кислородом воздуха составных частей продукта, находящегося в высокодисперсном состоянии. Чтобы предупредить окислительные процессы, продукцию сушат и хранят в атмосфере инертного газа – азота – или углекислого.

Контактную сушку применяют для обезвоживания высоковлажных жидких и пюреобразных продуктов: картофельного и овощного пюре. Продукт непрерывным потоком поступает на горячую поверхность барабана-вальца и высушивается за 4-12 сек, превращаясь в пленку. Специальными скребками ее снимают с поверхности барабанов, затем размельчают в порошок. Недостаток данного способа заключается в том, что при контакте компонентов с нагретой поверхностью происходит денатурация белков, возможны процессы меланоидино – и карамелеобразования, потери ароматических веществ.

Овощные и плодовые пасты, пюре и соки сушат во вспененном состоянии. Пюреобразный продукт с помощью стабилизирующих веществ взбивают в стойкую пену и высушивают до влажности 2-4 %. Способы сушки различны: радиационный, конвективный и др. Продолжительность процесса – 3-20 мин. Высушенную пену измельчают, просеивают и упаковывают в герметичную тару. По качеству вырабатываемого продукта данный способ конкурирует с сублимационной и вакуумной сушками, но значительно дешевле их.

Сушка плодов и овощей способом дегидрофрижирования (дегидроконсервирования) заключается в высушивании сырья до полуготовности и последующем его замораживании. В результате получают продукты высокого качества, близкие по органолептическим свойствам и пищевой ценности к свежим.

Во время сушки осмотическим обезвоживанием куски плодов выдерживают в концентрированном (не менее 70 %) теплом сахарном сиропе. При этом вода из клеток плодов переходит в окружающую среду (явление осмоса), поступление сахара из сиропа в клетку незначительно. По окончании процесса плоды отделяют от сиропа и досушивают до влажности 10 %. Высушенные плоды отличаются хорошим ароматом, обладают светлой окраской, их можно использовать как готовое десертное блюдо. Продукцию упаковывают в пакеты из целлофана или полиэтилена, герметичную стеклянную тару.

Способ сублимационной сушки основан на удалении влаги из замороженных продуктов путем возгонки (сублимации) воды, то есть в результате непосредственного перехода льда в пар, минуя жидкую фазу. Процесс проходит в условиях глубокого вакуума в три периода. Вначале сырье охлаждают и замораживают (до температуры минус 15⁰С), затем замороженную воду сублимируют (испаряют) из продукта, и, наконец, его досушивают при повышенной температуре. Готовый продукт влажностью 3 – 6% фасуют в герметично закрытую тару. Сублимационная сушка сочетает два способа консервирования: замораживание сырья и его высушивание в замороженном состоянии, поэтому микроструктура, объем, свойства и состав продукта сохраняются почти полностью. Он обладает хорошей пористостью, при обводнении быстро восстанавливает первоначальный вид и свойства, длительное время сохраняется при положительных температурах, в результате чего резко снижаются стоимость хранения. Кроме того, такие продукты можно реализовать в торговых предприятиях, не обеспеченных холодильными установками.

Наиболее актуальной и перспективной в настоящее время является сушка продуктов питания с применением инфракрасного (ИК) излучения. Для пищевых продуктов глубина проникновения инфракрасных лучей достигает 6 - 12 мм. На эту глубину проникает небольшая часть энергии излучения, но температура слоя, лежащего на расстоянии 6-7 мм от поверхности материала, растет значительно интенсивнее, чем при нагреве конвективным способом. Средневолновое и коротковолновое инфракрасное излучение оказывают более сильное воздействие на пищевые продукты, как за счет большой глубины проникновения, так и более эффективного воздействия на молекулярную структуру продуктов.

Инфракрасная сушка продуктов питания основана на том, что инфракрасное излучение активно поглощается водой, содержащейся в продукте, но не поглощается тканью высушиваемого продукта, поэтому удаление влаги возможно при невысокой температуре (40-60^оС). Это дает практически полностью сохранить витамины, биологически активные вещества, естественный цвет, вкус и аромат подвергающихся сушке продуктов, что в свою очередь является одной из важнейших задач в области переработки продуктов питания. Сушка продуктов по данной технологии позволяет сохранить содержание витаминов и других биологически активных веществ в сухом продукте на уровне 80-90% от исходного сырья.

При непродолжительном замачивании (10-20 мин.) прошедший инфракрасную (ИК) сушку продукт восстанавливает все свои натуральные органолептические, физические и химические свойства и может употребляться в свежем виде или подвергаться любым видам кулинарной обработки. Сушка овощей и фруктов, круп и т.д. таким способом дает возможность производства разнообразных пищевых концентратов быстрого приготовления, которые используются в хлебопекарной, кондитерской промышленности, как компонент сухих смесей детского питания. По сравнению с традиционной сушкой, овощи, обработанные инфракрасной сушкой после восстановления обладают вкусовыми качествами, максимально приближенными к свежему сырью. Применение продуктов, прошедших инфракрасную сушку, в молочной, кондитерской, хлебопекарной промышленности дает возможность расширить ассортимент пищевой продукции со специфическими вкусовыми свойствами. Инфракрасная сушка позволяет выпускать продукты, не содержащие консервантов и других посторонних веществ. Прошедший инфракрасную сушку продукт более стоек к развитию микрофлоры.

Само инфракрасное излучение, применяемое в сушильном оборудовании безвредно для окружающей среды и человека.

Благодаря приобретаемым продуктами свойствам значительно вырастают их сроки хранения. Инфракрасные сушильные установки (оборудование для сушки овощей, оборудование для сушки фруктов, оборудование для сушки рыбы, мяса и др.) дают продукты, которые до года могут храниться без специальной тары (при низкой влажности окружающей среды), при этом потери витаминов составляют 5-15%. В герметичной таре продукт может храниться до двух лет. Сушка продуктов дает их уменьшение в объеме в 3-4 раза, а в массе в 4-8 раз по сравнению с исходным сырьем (в зависимости от его вида).

Однако внимания заслуживают не только свойства получаемых сухопродуктов, но особенности сушильного оборудования, применяемого для сушки пищевых продуктов с помощью инфракрасного излучения и технологических процессов, основанных на этом принципе. Инфракрасное сушильное оборудование позволяет практически на 100% использовать подведенную к продукту энергию. Поскольку молекулы воды, находящиеся в продукте, поглощают инфракрасные лучи и, возбуждаясь, нагреваются, то есть, в отличие от всех других видов сушки, энергия подводится непосредственно к воде продукта, чем достигается высокий КПД сушильного оборудования, то при таком подводе тепла нет необходимости значительно повышать температуру подвергающегося сушке продукта, и можно вести процесс сушки при температуре 40-60^оС. Такая сушка продукта дает два преимущества: во-первых, при таких температурах в сушильных установках максимально сохраняется продукт: не рвутся клетки, не разрушаются витамины, не карамелизируется сахар; во-вторых, низкие температуры не греют сушильное оборудование, то есть, нет потерь тепла через стенки, вентиляцию. В то же время инфракрасное излучение при температуре 40-60 ^оС позволяет уничтожить всю микрофлору на поверхности продукта, делая сухопродукт практически стерильным.

Кроме всего перечисленного сушильное оборудование универсально и позволяет перерабатывать любые растительные и животные продукты с получением быстро восстанавливаемых сухих продуктов. Сушильное оборудование, применяемое при этом виде сушки продуктов, обладает следующими достоинствами:

· низкое удельное энергопотребление на 1 кг испаренной влаги до 1 кВт ч/кг

· сушка продуктов производится при низкой температуре - 50-60⁰С;

· сушка продуктов производится с высокой скоростью - 30-200 мин;

· простота и надежность сушильных установок, их низкая цена и высокая окупаемость.

В зависимости от вида подготовки, сушенные семечковые и косточковые плоды могут выпускаться очищенные или нет от кожуры и семенной камеры или косточки, обработанные или необработанные.

Внешний вид и товарное качество продукции зависит от степени удаления несъедобных частей – кожицы, семенной камеры, а также обработки - бланширования и окуривания.

Более светлоокрашенная продукции получается при проведении последних двух операций. Однако для практического осуществления окуривания серой или обработки жидким сернистым ангидридом требуются специальная камера, оборудование и строгое соблюдение техники безопасности.

Технологическая схема получения сухофруктов из косточковых плодов представлены на рисунке 1.

Доставка: Осуществляется автомобильным транспортом, чаще трактором, с места сбора на комплекс по переработке плодов.

Приемка: Осуществляется при поступлении сырья из сортировочной при хранилище. При приемке следят за количеством привезенного сырья и его качеством.

Хранение: Проводят в складе сырья - фруктохранилище, где необходимо содержать запас сырья на 24 часа для сливы, 12 часов для вишни и персика, это связано с особенностью косточковых плодов к быстрой порче.

Сортировка и калибровка: Из плодов удаляют экземпляры, не отвечающие установленным требованиям, и сортируют их по качеству, размерам, степени зрелости и цвету. Это осуществляется на роликовом инспекционном транспортере марки КТО (поз.1, 3).

Мойка: Отсортированные плоды тщательно моют в вентиляторной моечной машине марки Т1-КУМ-1 (поз.2), предназначенной специально для косточковых плодов. Цель операции – удаление лишней грязи с плодов и посторонних примесей.

Инспекция: осуществляется на роликовом инспекционном транспортере марки КТО (поз.1, 3), где проверяется степень чистоты плодов, отбраковываются, возможно, пропущенные плоды.

Подготовка плодов: Проинспектированные, рассортированные, чистые плоды перед их сушкой подвергают следующей подготовке.

Персики разрезают на половинки и удаляют косточки на универсальной косточковыбивной машине марки ККУ (поз.6).

У плодов вишни и сливы удаляют плодоножки на специально предназначенной для этого машине (поз.4).

Тепловая обработка: бланширование — это предварительная кратковременная тепловая обработка плодоовощного сырья при определенной температуре в воде или растворе каустической соды, ее проводят на бланширователе марки А9-КБН1 (поз.18). Бланширование применяют для разрушения ферментов, имеющихся во всех плодах, способных вызывать нежелательные изменения их цвета в процессе обработки. При нагревании до температуры 70°С и выше ферменты разрушаются довольно быстро. Поэтому для предупреждения потемнения плодов при переработке достаточна кратковременная (в течение нескольких минут) обработка в кипящей воде.

Для получения сушеных косточковых плодов бланширование осуществляется в кипящем растворе щелочи или воде. Сливы бланшируют 10-30 секунд в 0, 5-%-ном кипящем растворе щелочи. После бланширования плоды промываются от щелочного раствора холодной водой, при бланшировании вишни используют 0, 5%-ный раствор щелочи, в котором плоды находятся 3-5 секунд. После чего осуществляется промывка холодной водой с её последующим отделением. Для персиков, порезанных на половинки с отделенной косточкой, осуществляют бланширование в кипящей воде в течение 1 минуты с последующим охлаждением.

Сушка. Подготовленное сырье раскладывается на поддоны сушильной установки. Температура сушки в ИК сушилках составляет 40 - 60^оС. В зависимости от вида сырья длительность ИК сушки составляет для вишни – 2 часа, для сливы – 3 часа, для персиков – 2, 5 часа.

Конструктивные особенности сушилки позволяют осуществлять процесс сушки на двух установках в течение суток в три смены.

Охлаждение. По достижении необходимой влажности продукция охлаждается в сушилке путем продувания холодным воздухом.

Сортирование по качеству осуществляется на инспекционных столах.

Удаления металлопримесей осуществляется автоматически с помощью подвесного сепаратора.

Фасование, упаковка, хранение. Готовая сушеная продукция передается на упаковочный автомат (марки Интеграл) для фасования в полиэтиленовые пакеты по 0, 5 кг. Расфасованная продукция маркируется самоклеющимися этикетками, укладывается в картонные ящики, массой нетто 24 кг (48 пакетов по 0, 5 кг) и отправляется на склад.

Технологическая схема производства сухофруктов из семечковых плодов представлена на рисунке 2.

Доставка: Осуществляется автомобильным транспортом, чаще всего трактором с места сбора на комплекс по переработке плодов.

Приемка: Осуществляется при поступлении сырья из сортировочной хранилища. При приемке следят за количеством привезенного сырья и его качеством.

Хранение: Проводят в складе сырья, где необходимо содержать количество сырья, необходимое для бесперебойной работы сушильных установок.

В связи с тем, что предприятие находится рядом с фруктохранилищем для семечковых плодов, в проектируемом цехе предусмотрена сырьевая площадка, на которой продукция может размещаться в ящиках на поддонах или контейнерах.

Сортировка и калибровка: Из плодов удаляют экземпляры, не отвечающие установленным требованиям, и сортируют их по качеству, размерам, степени зрелости и цвету. Это осуществляется на роликовом инспекционном транспортере марки КТО (поз.1, 3).

Мойка: Отсортированные плоды тщательно моют в вентиляторной моечной машине марки Т1-КУМ-1 (поз.2). Цель операции – удаление лишней грязи с плодов и посторонних примесей.

Инспекция: осуществляется на роликовом инспекционном транспортере марки КТО (поз.1, 3), где проверяется степень чистоты плодов, отбраковываются, возможно, пропущенные плоды с дефектами.

Подготовка плодов: Проинспектированные, рассортированные, чистые плоды перед их сушкой подвергают следующей подготовке.

Удаление семенной камеры, резка: Плоды режут на пластины на шинковальной машине или корнерезке, удаляется плодоножка, чашечка и семенное гнездо механически (поз.17).

Бланширование: плоды бланшируют на бланширователе марки А9-КБН1 (поз.18).

Для семечковых плодов в случае отсутствия возможности сульфитации допускается обработка перед сушкой в течение 2 минут в 2-% ном растворе поваренной соли. Готовый продукт в этом случае более светлый, чем выработанный без всякой обработки.

Сушка. Подготовленное сырье раскладывается на поддоны сушильной установки. В зависимости от вида сырья длительность ИК сушки составляет для груш – 2, 5 часа, для яблок – 2 часа при температуре 40-60^о С.

Конструктивные особенности сушилки позволяют осуществлять процесс сушки периодически на двух установках одновременно.

Персик, слива, вишня Каустическая сода

		Нагрев до кипения

Рисунок 1 - Технологическая схема получения фруктов сушеных косточковых (вишня, слива, персик)

Охлаждение. По достижении необходимой влажности продукция охлаждается в сушилке путем продувания наружным воздухом собственным вентилятором сушилки.

Сортирование по качеству осуществляется на инспекционных столах.

Удаления металлопримесей осуществляется автоматически с помощью подвесного магнитного сепаратора.

Фасование, упаковка, хранение Готовая сушеная продукция передается на упаковочный автомат (марки Интеграл) для фасования в полиэтиленовые пакеты по 0, 5 кг. Расфасованная продукция маркируется самоклеющимися этикетками, укладывается в картонные ящики, массой нетто 24 кг (48 пакетов по 0, 5 кг) и отправляется на склад.

Яблоки, груши Соль поваренная

Рисунок 2 - Технологическая схема получения сухофруктов из семечкового сырья