Усушка фруктов
Усушка фруктов часто выражается в процентах от веса хранящихся продуктов за определенный промежуток времени.
Степень усушки зависит от многих факторов: вида, сорта и качества плодов, температуры, относительной влажности и подвижности воздуха в камере, вида тары и упаковки, способа укладки ящиков с фруктами, степени загрузки камеры и др.
Большое значение в регулировании размеров усушки имеет относительная влажность воздуха, которая в свою очередь зависит от притока тепла в камеру, определяющего продолжительность работы охлаждающих приборов, а, следовательно, и их осушающее действие. На юге летом приток тепла наибольший, поэтому наибольшей при прочих равных условиях будет и усушка фруктов. Зимой при отсутствии или резком снижении притока тепла в камеру охлаждающее оборудование не работает или почти не работает, отвод влаги из камеры весьма невелик, поэтому относительная влажность воздуха в камере повышается и усушка сокращается. В малых камерах, в которых относительное влияние притока тепла больше, усушка при прочих равных условиях всегда выше, чем в больших камерах. Повышенная усушка наблюдается также в не полностью загруженных камерах.
Степень усушки может значительно колебаться в период хранения. В первый месяц она наибольшая. В дальнейшем, по мере подсыхания наружного слоя, усушка сокращается и может несколько увеличиться к концу хранения вследствие усиления процесса дыхания, связанного с перезреванием плодов.
Величины усушки могут быть определены приблизительно по нормам естественной убыли свежих плодов при хранении, разработанных НИИТОПом. При этом следует учесть, что естественная убыль, как уже отмечалось, состоит из потерь влаги путем испарения и из потерь сухого вещества вследствие его окисления при дыхании. Вопрос о доле влаговыделений в естественной убыли исследован недостаточно. По данным лаборатории хранения свежих плодов и овощей ВНИХИ, влаговыделения: составляют в среднем 50—80% от естественной убыли.
На основании ряда источников приведены значения естественной убыли различных фруктов. Для подсчета влаговыделений эти значения следует уменьшить примерно в 1,5—2 раза.
При составлении влажностного баланса на начальный период хранения фруктов, связанный с их термической обработкой, выделение влаги плодами необходимо вычислять с учетом поглощения ее деревянной тарой. Для ориентировочных подсчетов вес тары (ящиков) можно принимать равным 20—25% от веса фруктов нетто. Количество поглощаемой влаги определяют по равновесной влажности древесины.
Указанный начальный режим хранения (охлаждения) фруктов является максимальным для расчета увлажнительной установки. По его окончании ящики напитаются влагой до равновесного состояния, и в дальнейшем их влагосодержание не меняется. Поэтому при расчете режима длительного хранения фруктов влагу, поглощаемую или выделяемую ящиками, можно не учитывать.
Ввиду того что загрузка фруктовых холодильников начинается, как правило, в конце августа или в сентябре, а сезон хранения фруктов продолжается обычно до мая—июня следующего года и захватывает зимний период времени, тепловой и влажностный балансы камер определяют не только для летнего, но и для расчетного зимнего режима работы холодильника.
При неизменном заданном состоянии воздуха в камере и обычно постоянном количестве циркулирующего воздуха G переменными величинами являются теплосодержание iB и влагосодержание dB воздуха, выходящего из воздухоохладителя. Следовательно, ожидаемые результаты могут быть достигнуты лишь в том случае, если в камере одновременно регулируются температура и влажность воздуха, т. е. при кондиционировании воздуха.
Если регулирование температуры в холодильной камере фруктового холодильника практически решается просто, то регулирование влажности воздуха в условиях нулевых температур вызывает значительные затруднения, поэтому во фруктовых камерах обычно наблюдаются большие колебания влажности; к сожалению, этому вопросу не уделяется должного внимания.
При условии отвода в воздухоохладителе из воздуха того количества влаги, которое сообщается воздуху в камере источниками влаги, во влагообмене устанавливается равновесие и влажность воздуха в помещении остается постоянной. Если находящиеся в камере источники влаги (продукты, люди и др.) начинают выделять большее количество влаги, то равновесие нарушается и влажность воздуха в помещении возрастает. В этом случае возрастание влаги в камере продолжается до тех пор, пока выделение влаги продуктами, уменьшающееся с увеличением влажности воздуха в камере, не придет в равновесие с количеством влаги, отводимым в воздухоохладителе.
Превышение влагоотвода в воздухоохладителе приводит к усилению влаговыделения продуктами и к стабилизации влажности воздуха в камере на пониженном уровне. Поэтому для поддержания в камере постоянной влажности воздуха необходимо регулировать осушающую и увлажняющую способность охлаждающих устройств камеры.
Условия установления равновесной влажности воздуха в камере полностью относятся и к установлению в ней равновесной температуры, при которой количество тепла, подведенное в камеру, в любой отрезок времени соответствует теплу, отведенному в воздухоохладителе.
Источник
Усушка продуктов
Сушку продуктов можно определить как процесс удаления влаги из твердых, жидких и пастообразных материалов. Сушка является неотъемлемым способом переработки сырья в современной пищевой промышленности. Целью высушивания пищевых продуктов, как правило, является продление срока их хранения с максимально возможным сохранением исходных питательных свойств, также её используют для снижения балластных свойств материалов, что позволяет оптимизировать технико-экономические показатели хранения и транспортировки.
Пролонгационная составляющая пригодности продукта в сушильном процессе имеет следующее обоснование. В следствии удалении влаги происходит увеличение концентрации сухих веществ и перевод его из гипотонического состояния в гипертоническое. Осмотическое давление повышается до пределов, которые делают невозможным существование одноклеточных микроорганизмов во внутренней среде, поскольку практически исключается процесс всасывания ими жидкости.
Необходимо заметить, что наряду с положительными эффектами сушильного процесса имеют место и негативные. Усушка продуктов приводит в итоге к изменению физико-химических свойств исходного сырья. В процессе сушки происходит усадка пищевых продуктов, что даёт не только потерю объёма и массы, но также имеет место коррозия структуры, образование пустот, отвердевание наружных слоёв, потеря витаминных и энергетических свойств, изменение цвета и потеря вкусовых качеств, регидратационных свойств и вынос ценных летучих фракций, которые удаляются вместе с жидкостью.
На степень усушки продуктов влияет множество различных факторов. В первую очередь свойства самого материала, мясные продукты, зерновые культуры, ягоды, фрукты, овощи, макаронные изделия и многие другие имеют разнообразную степень изменения исходных свойств. Даже в пределах одного и того же пищевого продукта при использовании одинакового способа сушки итог может варьироваться в зависимости от степени и типа измельчения, исходной консистенции и интенсивности обработки. Также на конечный результат, безусловно, влияет выбор способа процесса сушки, типа используемого сушильного агрегата и определенных термических и скоростных параметров. Для нестойких исходных материалов обычно используют более щадящие режимы, которые сводят до минимума механическое и термическое воздействие на продукты и уменьшают граничные перепады температур сушки, например, в системах с обратной связью, возвращающееся сырьё проходит дополнительный нагрев в рециркуляционной шахте. Также в некоторых случаях возможно применение предварительной гигротермической обработки, что улучшает выходные характеристики продуктов.
Усушка продуктов является прогнозируемым и научно-обоснованным процессом, позволяющим в пределах расчётной погрешности определить исходящую осушенную плановую массу и объём сырья.
Для расчёта объёмной усадки используется общая формула с линейной зависимостью от показателя влагосодержания материала:
V – объём частицы пищевого растительного материала при сушке, см 3 ;
V c — объём частицы пищевого растительного материала в абсолютно сухом состоянии, см 3 ;
B v – коэффициент объёмной усадки в зависимости от типа материала;
w — количество влаги, удаляемой из материала при сушке, кг/с.
Некоторые показатели коэффициента Bv (в случае круп рассчитан для вареного материала):
* Мясо мидии – 0,409;
* Горох – 0,15;
* Пшенной крупы – 0,17;
* Гречневой крупы – 0,919;
* Пшеничной крупы – 0,948;
* Перловой крупы – 0,45;
* Кукурузы – 0,25;
* Картофеля нарезанного в форме куба со сторонами 8 мм – 0,625.
Надо заметить, что овощи и фрукты, как капиллярно-пористые материалы имеют значительный показатель объёмной усадки, достигающий 25% от исходного объёма. Значительно влияние на степень усадки оказывает исходное влагосодержание и температурный режим сушки.
Объёмная усадка ягод наиболее точно подчиняется экспоненциальным законам и рассчитывает по формуле:
где X 0 – исходная влажность материала в процентах;
X p – влажность в процентах после сушки;
t – время сушки ягод, мин;
a и b – корректирующие коэффициенты уравнения в зависимости от типа ягод, характера протекания процесса и температуры сушки.
Приводим некоторые значения коэффициентов a и b при использовании принудительной конвекции и температуре сушки в 90 градусов:
* Крыжовник: а = 0,00054; b = 1,99;
* Черная смородина: а = 0,00076; b = 1,89.
Для расчёта усушки массы зерновых, зернобобовых, а также масличных культур в процессе их обезвоживания используется следующая общая формула:
где X – искомый процент снижения массы зерновых культур после сушки.
а – процент исходной влажности зерновой культуры.
b – процент влажности зерна после сушки.
Необходимо заметить, что процентная убыль массы зерна всегда выше, чем потерянный процент влажности.
Также ожидаемую массу просушенного зерна и других подобных культур можно рассчитать для различных зерносушилок, исходя из плановой влагопотери исходного сырья:
Где Mpl – итоговая масса зерна на выходе зерносушилки.
M F – масса зерна загруженного в зерносушильный агрегат в тоннах.
K b – коэффициент корректировки усушки в контексте процента входной и выходной влажности сырья. Этот параметр подбирается исходя из наиболее близких соответствий реальным свойствам зерносушилки.
K k – коэффициент корректирующий функцию в зависимости от типа и назначения зерновых культур.
Следует учесть, что эта формула не применяется для расчёта усадки зерна и других культур при высушивании для семенных целей.
В зависимости от стартового и финишного процента влажности коэффициент K b составляет:
Значения коэффициент K k по типу высушиваемых культур:
* Для гречихи – 0,8;
* Для ячменя, пшеницы, подсолнечника и овса – 1,0;
* Для проса – 1,25;
* Для кукурузы – 1,54;
* Для гороха и сои – 2,0;
* Для риса – 2,5.
Следует заметить, что зерновые культуры предполагают достаточно длительное время высушивания, а также необходимость регулировки интенсивности сушки. Объяснить это можно за счёт присутствия у них плотной оболочки, воздух, находящийся под ней предоставляет зерну дополнительные термоизолирующие характеристики. Слишком быстрое обезвоживание и резкое охлаждение приводят к неравномерной усадке тканей снаружи и внутри, как следствие ядро зерна растрескивается. Поэтому при сушке зерна с целью последующей выработки крупы в прямоточных сушилках рекомендуется снижение влажности за один проход в пределах 2 — 3%, в остальных случаях ориентировочно 6% — 7%.
Источник