Способ сушки нарезанной свеклы

 

СПОСОБ СУШКИ НАРЕЗАННОЙ СВЕКЛЫ путем поэтапной продувки ее слоя теплоносителем с постепенным снижением температуры от этапа к этапу, о т л и ч а ющ и и с я тем. что. с целью интенсификации тепломассообмена И повышения качества сушки, предварительно перед продувкой нарезанную свеклу подвергают гигротермической обработке паром, после чего на первом этапе продувку ведут в течение 15-40 мин до влажности 30-40% при толщине слоя свеклы 50-100 мм. температуре теплоносителя 100-150°С и скорости 1-6 м/с, а на втором этапе тслщину слоя увеличивают до 100-200 мми продувку его ведут в течение 30-60 мин при температуре теплоносителя 50-80°С и скорости 0,5-1,5 м/с, причем на каждом из зтапов многократно изменяют направление продувки теплоносителя на противоположное. (Л с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3332850/06 (22) 28.09.81 (46) 15.10.93, Бюл, М 37-38 (71) Опытное конструкторско-технологиче" ское бюро по интенсификации теплопасвообмен ных процессов Института технической теплофизики АН УССР и Институт технической теплофизики АН УССР (72) О.А.Кремнев, B.P.Áîðoâñêèé, А,С.Заец, В,В,Лопатин, В.А.Шелиманов, Э.K,Æóêîòский, Л.М.Маслюгов и П.Н.Майструк (56) Патент США

М 2318027, кл. 34-29, опублик, 1940.

Сушеные овощи и фрукты. Сборник. M.;

Пищевая промышленность, 1980, с. 84-85.

Филоненко Г.К. и др, Сушка пищевых растительных материалов, M. . Пищевая промышленность, 1971, с. 330.. И 993694А1 (я)ю F 26 В 3/06 А 23 В 7/02 (54)(57) СПОСОБ СУШКИ НАРЕЗАННОЙ

СВЕКЛЫ путем поэтапной продувки ее слоя теплоносителем с постепенным снижением температуры от этапа к этапу, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью интенсификации тепломассообмена и повышения качества сушки,. предварительно перед продувкой нарезанную свеклу подвергают гигротермической обработке паром, после чего на первом этапе продувку ведут в течение 15-40 мин до влажности 30-40;4 при толщине слоя свеклы 50-100 мм, температуре теплоносителя 100-150 С и скорости 1-6 м/с, а на втором этапе тслщину слоя увеличивают до 100-200 мм и продувку его ведут в течение 30-60 мин при температуре теплоносителя 50-80 С и скорости 0,5-1,5 м/с, причем на каждом из этапов многократно изменяют направление продувки теплоносителя на противоположное.

Ъ.

993694

Изобретение относится к технологии конвективнай сушки пищевых растительных материалов, в частности свеклы, и может найти применение на предприятиях по перераба ке сахарной свеклы, а также на овощесушильных nðeäïðèÿòèÿx.

Сушка сочного растительного сырья, например нарезанной свеклы — задача нелегкая. С одной стороны, овощи и фрукты представляют собой довольно сложные структурные тела, обезвоживание которых весьма затруднительно иэ-за опасности потерь пищевых качеств. С другой стороны, такое сырье содержит большое количество воды и сравнительно мало сухих веществ, Эти два момента очень трудно увязать так, чтобы добиться наименьшего изменения свойств овощей и фруктов и в то же время получить высокие технико-экономические показатели процесса сушки. Эта проблема остается актуальной и в настоящее-время, несмотря на большой опыт обезвоживания овощей и фруктов, накопленный сушильной отраслью пищевой промышленности как в нашей стране, так и за рубежом.

Известен способ обезвоживания влажных растительных материалов, согласно которому нарезанные на кусочки овощи или фрукты укладывают слоем и обдувают нагретым воздухом, Сушку ведут в четыре этапа, на первом иэ которых температуру воздуха поддерживают в пределах 65-70 С в течение 15 — 60 мин, на втором температуру повышают да 78 — 88 С и сушат не менее 2 ч, На третьем и четвертом этапах температуру . воздуха поддерживают в пределах 65-78 С и 60 — rS С соответственно. Сушку заканчивают при достижении продуктом влажности

5 — 15 .

Такай способ малаэконамичен из-за своей сложности и невысокой произвоДительнасти, к тому же не обеспечивает получения готового продукта высокого качества.

Известен также способ сушки нарезанной свеклы, которую перед резкой варят в автоклавах, Сушку ведут в четыре этапа в течение 256 мин при температуре воздуха на первом этапе 74 С, на втором 72 С, на третьем 56 С и на четвертом 40 С до содержания влаги 6-7 .

Основным недостатком этого способа является варка свеклы перед сушкой. При этом происходит разложение части сахаров, а также некоторая потеря лабильиых биологически активных веществ.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к аписы ваемаму способу является способ канвективной сушки нарезанной свеклы в нескал :<о этапов с постепенным снин<ением температуры теплоносителя. Сушку нарезанной свеклы ведут путем продувки ее слоя горячим воздухом, обдувая ее сверху.

Сушку осуществляют в четыре этапа в течение 4,2-5 ч, Температура воздуха на первом этапе ссставляет 75 С, на втбрам 70-75 С, на третьем 55 С и на четвертом 40 С. Конечная 0 (остаточная) влажность готового продукта

6--8 оу

Обдув нарезанной свеклы талька с одной стороны не позволяет использовать при сушке воздух с высокой температурой

15 из-за опасности порчи материала, Недостатс чная интенсивность сушильного процесса обусловливает большую длительность сушки, чта отрицательно сказывается как на качестве готового продукта, так и на эканамичес}<их, показателях. При длитель ном нахождении материала s зоне повышенных температур трудна избежать перегрева материала с неизбежной при этом потерей части биологически активных веществ и углеводов. Большая продолжительность сушки обусловливает низкую производительность сушильной установки. При этом расходуется большое количества тепловой энергии HB единицу готавай продукции. Кроме того, при такам режиме невозможна получить влажность высушенного материала менее 6-8;, а при указаннзй влажности измельчение высушенного продукта в порошок (что является следующей операцией после сушки) существенно затруднена из-за его эластичности и недостаточной хрупкости, Целью изобретения является интенсификация процесса тспламассаабмена и повышение качества сушки, Поставленная цель достигается тем, что предварительно перед продувкой нарезанную свеклу подвергают гигратермическай обработке паром, после чего на первом этапе продувку ведут в течение 15 — 40 мин до влажности 30-407, при толщине слоя свеклы 50.— 100 мм, температуре теплоносителя

100-150 С и скорости 1-6 и/с, а на втором этапе толщину слоя увеличивают до 100 — 200 мм и продувку ега ведут в течение 30 — 60 мин при температуре теплоносителя 50-80 С и скорости 0,5 — 1,5 м/с, причем на каждом из этапов многократно изменяют направление продувки теплоносителя на противоположное.

Обработка нарезанной свеклы паром обеспечивает быстрый и равномерный прогрев, материала и разрушение клеточной структуры, Это способствует быстрому уда- лению влаги, ускоряя тем самы л процесс

55 сушки. Под воздействием пара происходит не только гигротермическая обработка (бланширование) нарезанной свеклы, но и подсушивание поверхностного слоя материала, что снижает его слипаемость при сушке в насыпном слое. Кроме того, при гигроскопической обработке паром, во-первых, отсутствует контакт материала с кислородом воздуха, вследствие чего материал не окисляется. а во-вторых, при этом происходит разрушение окислительных ферментов, что поактически исключает окисление материала на последующих этапах сушки. К тому же, обработка паром значительно снижает потери водорастворимых витаминов и других веществ. Попеременная продувка слоя продукта горячим воздухом сверху вниз и снизу вверх способствует интенсификации процесса сушки в результате выравнивания полей влагосодержания и температур по всему обьему высушенного материала, Зто дает возможность на начальном этапе сушить материал высокотемпературным теплоносителем в насыпном слое толщиной

50-100 мм, а на втором этапе увеличить толщину слоя вдвое и продувать его теплоносителем более низкой температуры, что значительно ускоряет процесс сушки и повышает производительность сушильной установки. Чередование направления теплоносителя, кроме того, предохраняет высушиваемый материал от перегрева при контакте его с горячим воздухом, что обусловливает получение готового продукта высокого качества.

Толщина слоя материала выбирается исходя из следующих условий. С точки зрения наибольшей производительности толщину слоя желательно увеличивать как можно больше. Однако на первом этапе сушки максимальная толщина слоя возможна только в пределах до 100 мм. При большей толщине материал, находящийся в середине слоя, будет оставаться сырым, Толщину слоя менее 50 мм при таком способе использовать нерационально, так как в таком случае слой практически можно про дуть с одной стороны. Сушку на первом этале ведут до влажности 30-40;/. При достижении этой влажности температура материала начинает резко повышаться и для сохранения его качества необходимо снизить температуру теплоносителя до 5080 С. С этого момента начинается второй этап сушки, на котором толщину слоя материала увеличивают вдвое, т.е. до 100-200 мм, что оказывается возможным из-за того, что основная влага из материала уже удалена. Увеличение толщины слоя свыше 200 мм нерентабельно, так как при этом возрастает сопротивление слоя, а это приводит к излишним затратам электроэнергии и удорожанию готового продукта, Температурный режим и длительность сушки на обоих этапах предусматриваютоптимальное ведение проце.-са сушки. При уменьшении температуры и ьремени процесс сушки удлиняется, а при увеличении того и другого наступает перегрев материала и разрушение биологически активных веществ и углеводов;

На первом этапе сушки, когда материал имеет большую влажность, необходимо подаватьь как можно больше горячего воздуха.

На первом этапе сушки верхний предел скорости воздуха (6 м/c) устанавливают для предотвращения раздувания и разлета кусочков нарезанной свеклы. Нижний предел (1 м/с) обеспечивает возможность продувки слоя и подвод минимально необходимого количества тепла. На втором этапе сушки скорость воздуха снижают до 0,5 — 1,5 м/с, что обеспечивает слабую продувку материапа (при общем более мягком режиме сушки}. Зтого вполне достаточно для удаления оставшейся влаги, Способ осуществляют следующим образом. Свеклу, нарезанную на пластинки толщиной 1,5-6 мм (стружку), укладывают слоем 50 — 100 мм на конвейере, лента которого поедставляет легко продуваемую металлическую сетку или сетку из синтетического материала, 8 первой зоне конвейера над сеткой расположены трубы, по которым подают пар давлением 0,1 МАа и при температуре 100 — 150 С.

Под сеткой конвейера расположен поддон для сбора конденсата. Зта зона конвейера герметична и изолирована. В ней проводят гигротермическую обработку— прогрев стружки паром и подсушку ее поверхности, что предотвращает ее слипание.

Свеклу выдерживают 2 — 8 мин в зависимости от скорости конвейера, массы свеклы и расхода пара.

Затем нарезанную термообработанную свеклу конвейером подают в зону, в которой продувают воздухом с температурой 100150 С и скоростью 1 — 6 м/с сверху вниз. При этом воздух доходя до середины слоя, охлаждается до 40-50 С и насыщается влагой до 90-95%. При таких параметрах воздуха сушка материала уже не может осуществляться. Поэтому в следующей зоне направление движения теплоносителя изменяат на противоположное и продувают слой свеклы снизу вверх. Таких зон может бы,ь несколько. Такое чередование направления движения теплоносителя производится по зонам до. влагосодержания стружки 30993694

Составитель

Техред M. Моргентал

Корректор Л. Ливринц

Редактор

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Заказ 3",81

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

40 /,. Это критическое влагосодержание, ниже которого температура материала начинает резко повышаться, На этом первый этап сушки заканчивают. Общее время сушки на первом этапе — 15-40 мин.

Для сохранения качества материала в этот момент необходимо перейти на другой режим, который осуществляют на втором этапе путем переброски слоя свеклы на другой конвейер, на котором свеклу укладывают слоем толщиной 100 — 200 мм и сушат при температуре воздуха 50-80 С при скорости

0,5— - 1,5 м/с, На этом этапе направление движения теплоносителя также изменяют и продувают слой продукта попеременно; сверху вниз и снизу вверх. Время сушки составляет 30-60 мин, По описанной выше технологии было проведено три опытно-промышленных сушки нарезанной свеклы, Данные о режимах сушки для этих примеров сведены в таблицу.

Во всех трех примерах высушенная нарезанная свекла имела конечную влажность

4 — 5;4. Такая влажность обеспечивает хорошее ди=лергирование высушенной свеклы и получение из нее сахаросодержащего порошка, по всем показателям соответствующего временным техническим условиям.

5 Описанный способ обладает следующими преимуществами по сравнению с другими известными способами, Длительность сушки сокращается с 4-5 ч до 45-100 мин, т.е. в 2-3 раза. Производительность сушиль10 ного дборудованря повышается в 2-3 раза, а технологической линии — в 1,5 — 2 раза. Расход тепла на единицу готовой продукции сокращается в 1,5 раза, вследствие чего повышается КПД сушилки и снижается себе15 стоимость. (56) Патент СКА М 2318027, кл, 34-29, опублик, 1940.

Сушенные овощи и фрукты. Сборник.

20 М.: Пищевая промышленность, 1980, с. 8485.

Филоненко Г. К, и др. Сушка пищевых растительных материалов. M„Пищевая промышленность, 1971. с. 330, 25