к.т.н., доцент Ханжаров Н.С., к.т.н. Абдижаппарова Б.Т.

ШТК КазАТК им.М.Тынышбаева, ЮКГУ им. М. Ауезова,

г. Шымкент, Республика Казахстан

Схемы проведения процесса вакуумно-атмосферной сушки пищевых продуктов

Известно, что качество пищевых продуктов зависит не только от их состава, но и от способов их переработки. В пищевой промышленности сушка является важным технологическим процессом, определяющим не только качество, но и себестоимость готовой продукции. Разнообразные методы атмосферной сушки, сочетающие конвективный, кондуктивный и радиационный способ передачи теплоты к высушиваемому продукту, благодаря их относительной дешевизне нашли широкое распространение, но при этом неудовлетворительными остаются степень сохранности биохимического состава и регидратация сушеной продукции. Вакуумная сушка за счет умеренной температуры нагрева и разреженной среды способствует хорошему сохранению биохимического состава и органолептических свойств продукта, однако высокие энергозатраты вакуумной сушки ограничивают ее использование в широком масштабе. В то же время, возрастающая конкуренция на рынке производителей вынуждает их применять инновационные технологии, которые позволяют производить высококачественную и менее энергозатратную продукцию. С этой целью разработан способ вакуумно-атмосферной сушки термолабильных материалов, в котором экономия энергоресурсов достигается за счет бросовой теплоты конденсации холодильного агента, затрачиваемой на атмосферную досушку материала [1]. Кроме того, умеренный температурный режим и разреженная среда предотвращают реакции меланоидинообразования и затормаживают деятельность окислительных ферментов. В результате достигается сохранение биохимического состава и предотвращается потемнение продукта.

а)

б)

продолжительность сушки, час

	Рисунок 1. Кривые вакуумно-атмосферной сушки материалов: сплошная линия – вакуумная сушка (отрезок СВ), пунктирная линия – атмосферная досушка (отрезок АC): а и в – двухстадийная сушка; б – трехстадийная сушка.
в)

Предлагаются три схемы, по которым можно осуществлять процесс вакуумно-атмосферной сушки (рис.1):

- первая схема – вакуумная сушка от начальной влажности до критической и атмосферная сушка от критической до конечной, которая регламентируется соответствующими нормативными документами;

- вторая схема – вакуумная сушка от начальной влажности до влажности, при которой жидко-вязкий материал приобретает пастообразную структуру, далее атмосферная сушка до состояния, при котором молоко еще не перешло в состояние сухой корочки, а затем окончательное досушивание в вакуумной камере;

- третья схема – вакуумная сушка в течение времени, равном половине всей продолжительности процесса, и атмосферная досушка в течение остальной половины затрачиваемого на сушку мосферная досушка в течение остальной половины затрачиваемого времени.рмативными документами;

териалов. времени.

Все вышеописанные схемы осуществления процесса вакуумно-атмосферной сушки разработаны при следующих режимах: при вакуумной сушке - давление среды в интервале (4÷8)кПа, температура нагрева – (35÷55)⁰С, при атмосферной досушке – температура воздуха (36÷40)⁰С, скорость нагнетаемого воздуха – (0,25÷0,4) м/с.

Первые две схемы можно использовать для сушки как твердых, так и жидких пищевых продуктов, тогда как третья более пригодна для твердых материалов. Все вышеописанные схемы имеют следующие преимущества и недостатки.

Проведение вакуумно-атмосферной сушки по первой схеме предусматривает необходимость определения критической влажности, при этом ее значение должно удовлетворяет тому требованию, когда недостаток влаги будет способствовать инактивации окислительных ферментов. С другой стороны, при этом гарантировано сохранение окраски продукта. Экономия энергозатрат в этом способе при сушке измельченных клубней топинамбура достигает 13-14%.

Вторая схема более трудоемка, т.к. требует двукратного перекладывания высушиваемого продукта из вакуумной камеры в устройство атмосферной сушки и обратно, из-за чего увеличивается продолжительность технологического процесса. Снижение энергозатрат при такой схеме проведения процесса сушки верблюжьего молока составляет 14%.

Третья схема способствует экономии энергоресурсов при сушке верблюжьего молока примерно на 44÷46%. В этом способе не учитывается условие инактивации окислительных ферментов в конце вакуумной сушки, однако этот фактор считается доминантным только при условии сушки термочувствительных и окисляемых в присутствии кислорода материалов.

Обязательным условием всех схем является учет интенсивностей вакуумной и атмосферной сушки для того, чтобы совместить их в единый процесс сушки.

Все вышеописанные схемы предусматривают сушку материалов в плотном слое. С целью интенсификации процесса обезвоживания можно проводить атмосферную досушку кускового материала в кипящем слое. Изменение гидродинамического режима в сторону увеличения скорости сушильного агента позволяет увеличить поверхность теплообмена, а, следовательно и интенсивность процессов тепло- и массоотдачи, что ведет к уменьшению продолжительности сушки. Сокращение времени сушки компенсирует возрастающие энергозатраты, связанные с необходимостью создания кипящего слоя. Состояние кипящего слоя достигается за счет увеличения скорости нагнетаемого воздуха до значения, конкретного для каждого случая и зависящего от размеров частиц и удельной нагрузки.

Таким образом, выбирая различные схемы способа вакуумно-атмосферной сушки, можно получить качественную сушеную продукцию при умеренных энергозатратах на ее производство.

Литература:

1. Еркебаев М.Ж., Ханжаров Н.С., Оспанов Б.О., Абдижаппарова Б.Т. О принципе разработки процесса вакумно-атмосферной сушки тиксотропных материалов // «Университеты XXI века: инновации и новые технологии»: Тр. междунар. науч. конф., посв. 75-летию КазНУ им. Аль-Фараби. – А.: КазНУ им. Аль-Фараби, 2009. Т.1.- С. 282-286.

Summary

In the article the different schemes of vacuum-atmospheric drying of food products are described. The advantages and disadvantages of the every scheme are shown. Commonly the vacuum-atmospheric drying method promotes reducing of energy-consuming and obtaining good-quality dried products.