XIV Міжнародна наукова інтернет-конференція ADVANCED TECHNOLOGIES OF SCIENCE AND EDUCATION (19-21.04.2018)

Русский English




Научные конференции Наукові конференції

Нездвецька І. В. ТЕХНІКО-ТЕХНОЛОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ СУШІННЯ ЦИКОРІЮ КОРЕНЕВОГО

Нездвецька Інна Володимирівна

Житомирський національний агроекологічний університет, асистент

ТЕХНІКО-ТЕХНОЛОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ СУШІННЯ ЦИКОРІЮ КОРЕНЕВОГО

Упродовж останніх років обсяги світового та вітчизняного виробництва продукції рослинництва, загалом, і цикорію кореневого, зокрема, мають тенденцію до зростання. З огляду на сезонність виробництва, безперебійне забезпечення ринку цією продукцією можливе при умові застосування відповідно розвинених технологій зберігання й переробки. Одним із ефективних методів продовження товарної та харчової придатності сільськогосподарської сировини є сушіння. Дослідженнями [8, 13] встановлено, що сушіння, при обробітку коренів цикорію на зберігання в тому числі, дозволяє отримати матеріал з високим рівнем збереження основних біологічно-харчових властивостей (рівень вуглеводів в перерахунку на сухі речовини досягає  60 %, в тому числі інуліну 52...54 %). Також воно дозволяє скоротити технологічний ланцюг переробки, звести до мінімуму втрати якісних показників об'єктів зберігання, зменшити вплив сезонності на рівень виробництва переробних підприємств, знизити потребу в транспортних засобах та в складських приміщеннях.

Проте, сучасний рівень техніко-технологічного забезпечення аграрної переробної галузі, загалом, і сушильних виробництв, зокрема, залишається малоефективним і енергомістким [11]. Вимоги, що ставляться до сушених с.-г. матеріалів рослинного походження, загалом, і до цикорію кореневого, зокрема, встановлюються відповідними стандартами і технічними умовами [6, 9] , сутність яких зводиться до забезпечення технологічної якості сушеної продукції та максимального збереження біологічно-активних і поживних речовин. З огляду на це, виникає потреба пошуку і обґрунтування раціональних технологічних параметрів процесу висушування та конструкційних параметрів сушильного обладнання, що дозволить, як підвищити кінцеву якість продукту, так і знизити енегомісткість самого виробництва.

Основним технологічним параметром, що впливає на якість отриманої продукції та на продуктивність процесу сушіння є температура. Оскільки основна біологічна цінність цикорію кореневого полягає у наявності в ньому інуліну, то при переробці коренеплодів особлива увага приділяється кількісній зміні в них вуглеводів загалом, та інуліну, зокрема. При визначенні температурного впливу на вміст інуліну в коренеплодах цикорію [7, 8] встановлено, що в діапазоні температур від 50 0С до 70 0С його вміст в коренеплодах складав від 51% до 53 % від маси сухих речовин, проте при обжарюванні при температурах від 1750С  до 200 0С протягом 18 хвилин кількість інуліну спадала до 22...23 % по відношенню до маси сухих речовин. З огляду на це, обжарювання цикорію є доцільним лише при виготовленні кавозамінних напоїв з метою покращення їх смакових якостей, що з'являються в результаті взаємодії глікозиду інтибіну з виникаючими при обжарюванні сполуками [8, 13].

Наразі, одним з найпоширених способів сушіння с.-г. матеріалів, в тому числі і цикорію кореневого, є конвективний спосіб [2, 3] - спосіб передачі тепла матеріалу за рахунок енергії нагрітого сушильного агента (повітря) або парогазової суміші. Сушильне обладнання, призначене для реалізації цього способу, має просту будову, однак питомі енерговитрати є порівняно високими - від 1,8 до 3,0 (кВт∙год) на 1 кг видаленої вологи, а зменшення впливу відпрацьованих газів на довкілля потребує додаткових витрат [2, 3, 4]. Разом з тим, при такому способі сушіння першочергове випаровування вологи відбувається з поверхні продукту, що призводить до появи поверхневої плівки («скоринки») та ускладнює подальше випаровування вологи із матеріалу разом із погіршенням якісних характеристик об'єкту сушіння: змінюється колір, смак і природний аромат, знижується відновлюваність при замочуванні.

Аналіз відомих способів сушіння показав, що перспективним, з огляду на енергомісткість обладнання та якість отриманого матеріалу, є використання терморадіаційного способу сушіння [2, 3, 10], що будується на застосуванні енергії інфрачервоного (ІЧ) випромінювання. Активне випаровування вологи з  матеріалу здійснюється завдяки активному поглинанню енергії фотонів інфрачервоного випромінювання молекулами води, яка міститься в матеріалі, при відсутності поглинання тканиною самого матеріалу. З цієї причини видалення вологи уже можливе при відносно невисоких температурах
(40...60) 0C, що сприяє максимальному збереженню вмісту біологічно цінних речовин та органолептичних властивостей об'єктів сушіння [1, 2, 5]. Показники питомих енерговитрат сушильного обладнання, робота якого побудована на терморадіаційному енергопідведенні, знаходяться в межах від
0,7...1,3 (кВт∙год) на 1 кг видаленої вологи [2, 3, 4]. Термін зберігання об'єктів сушіння, висушених за такою технологією, досягає одного року без спеціальної тари при низькій вологості навколишнього середовища, і до двох років - у герметичній тарі [12]. Специфіка взаємодії фотонів ІЧ-випромінювання з молекулами води, що міститься в середині матеріалу, обумовлює збільшення швидкості сушіння в ІЧ-сушарках від 2 і більше разів у порівнянні із сушарками конвективної дії [10].

Проте, уваги заслуговують особливості сушильного обладнання та технологій, що застосовуються при ІЧ-сушінні. Вихід готових продуктів та їх якість, в першу чергу, залежать від густини променевого потоку та тривалості теплового обробітку. Зокрема, зростання температури матеріалу до 700С і більше призводить до фізико-хімічних, біохімічних та мікробіологічних змін в поверхневому та внутрішньому його шарах [2]. При дослідженнях сухопродуктів, що підлягали нагріву протягом 10...15 хв., спостерігалось руйнування амінокислот, мало місце погіршення смакових і відновлювальних показників [2].

Швидкість же випаровування вологи з матеріалу в значній мірі залежить від величини градієнтів температури і вологопровідності [3]. Під дією температурного градієнту волога рухається до центру, а під дією градієнта вологопровідності - до поверхні матеріалу. Перевага градієнта температури над градієнтом вологопровідності призводить до уповільнення видалення вологи із внутрішніх шарів об'єктів сушіння. Разом з тим, дифузія рідкої фази у внутрішніх шарах матеріалів є більш повільним процесом, ніж випаровування на їх поверхні, що є причиною більш швидкого зневоднювання та ущільнення поверхневого шару об'єктів сушіння. З огляду на це, доцільно застосувати періодичну дію теплового впливу на матеріал, що, разом із збереженням на високому рівні якісних показників матеріалу, дозволить збільшити і швидкість сушіння.

Для реалізації процесів ІЧ-сушіння використовуються сушарки, що відрізняються за рядом ознак (табл. 1): за конструкційним виконанням (конвеєрного, камерного і барабанного типу); за станом шару матеріалу (з рухомим або нерухомим шаром); за принципом дії (періодичної або безперервної) та за видами випромінювачів, що використовуються [2, 3, 4].

Типи ІЧ-сушарок для сушіння продукції рослинного походження

         

            

                 Характеристики

 

Марка

сушарки

Питомий об'єм сушарки за відношенням до маси , Продуктив-ність за видаленою вологою P,
 кг/год
Питомі енерго-витрати за вологоюW,
кВт·год/кг
Барабанні
СБ-3-150 4 140 1,2
HZG10 (КНР) 3 200 1,2
Shanghai Minggong (КНР) 1,4 220 1,2
Dantoaster DTF10/3000 (Данія) 5,6 500 1,2
Камерні
К-100 7,5 14 1,1
САДОЧОК - 2М 6,7 0,07 0,95
Дачник-4 6,4 0,08 0,88
ШС/200 5,7 0,09 1,5
Пассат-ИК100 5,2 8 1,2
Сахара-100 11,5 100 0,9
Конвеєрні
СВИК-350 6,4 35 1,2
Ураган-200 7,8 200 1,2
БИД 9,2 300 1,2

Проаналізувавши світові тенденції конструкційного виконання сушарок з терморадіаційним енергопідведенням, можна стверджувати, що сушарки барабанного типу забезпечують рух матеріалу під час сушіння, мають найнижчий показник питомих енерговитрат за випареною вологою та питомого об'єму обладнання по відношенню до його маси. Проте, в сушарках таких конструкцій відсутня періодичність дії теплової енергії на матеріал. Перспективним напрямком розвитку конструкцій обладнання для сушіння продукції рослинного походження є розробка сушарок барабанного типу із забезпеченням періодичного впливу теплової енергії на матеріал, що дозволить зберегти на високому рівні його якісні показники при зменшенні питомої енергомісткості обладнання.

Література

1.   Бабкіна І.В. Удосконалення процесу теплової обробки харчових продуктів інфрачервоним випромінюванням: Автореф. дис. канд. техн. наук: 05.18.12 / І.В. Бабкіна; Харк. держ. акад. технології та організації харчування. - Х., 2001. - 19 с.

2.    Гинзбург А.С. Инфракрасная техника в пищевой промышленности / А.С. Гинзбург. - М.: Пищевая промышленность, 1966. - 407 с.

3.   Гинзбург А.С. Основы теории и техники сушки пищевых продуктов. - М.: Пищевая промышленность, 1973. - 528 с.

4.  Гришин М.А. Установки для сушки пищевых продуктов: Справочник / М.А.Гришин, В.И.Атаназевич, Ю.Г.Семёнов  - М.: Агропромиздат, 1989. - 215 с.

5.  Дослідження комбінованого способу теплової обробки харчових продуктів / О.І.Черевко [та інш.] // Вестник национального технического университета "ХПИ": Сб. науч. тр. - Харьков: НТУ"ХПИ", 2002. - С. 149-153.

6.  Корені цикорію сушені для промислової переробки. Технічні умови РСТУ 1855-89 - [чинний від 01.07.1990]. - К.: Держстандарт України, 1989. -
7 с.

7.  Нахмедов Ф.Г. Аминокислотный состав растворимых кофейных напитков / Ф.Г.Нахмедов, Г.Г.Козлова // Консервная и овощесушильная промышленность. - 1981. - №1, С. 19-22

8.  Нахмедов Ф.Г. Технология кофепродуктов / Ф.Г. Нахмедов. - М.: Лёгкая и пищевая промышленность, 1984 - 180 с.

9.  Овощи сушеные. Правила приёмки, методы отбора и подготовка проб. ГОСТ 13341-77* - [Действителен с 01.01.79] - М.: ИПК издательство стандартов, 1977. - 4 с.

10.  Погорелов М.С. Оптимизация инфракрасной сушки плодов и ягод и её оборудование : дис. канд. техн. наук: 05.20.01 / Михаил Сергеевич Погорелов. - Москва, 2007. - 121 с.

11.  Тимощук І.С. Прибутки - від енергозбереження / І.Тимощук, О.Бобир // Харчова і переробна промисловість. - 1997. - № 7. - С. 3-4.

12.  Цапалова И. Е. Экспертиза продуктов плодов и овощей / И.Е.Цапалова, Л.А.Маюрникова. - М.:ИРПО, 2002. - 246 с.

13.  Яценко А.А. Цикорий корнеплодный / А.А. Яценко, А.В. Корниенко,
Т.П. Жужжалова. - Воронеж: ВНИИСС, 2002. - 135 с.


Залиште коментар!

Дозволено використання тегів:
<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <code> <em> <i> <strike> <strong>