Курс лекций по дисциплине: «Теоретические основы технологии продовольственных продуктов» для специальности: «Технология продовольственных продуктов»
жүктеу/скачать 1,08 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Сублимация
| Сублимационная сушка
Все большее развитие получает сушка пищевых продуктов в замороженном состоянии в условиях глубокого вакуума. Три фазы воды — твердая, жидкая и парообразная — могут существовать самостоятельно, а в точке 0 (тройной) одновременно существуют все три фазы. Для воды тройная точка характеризуется параметрами: парциальное давление пара р0 = 609,14 Па, температура 0,0098°С. Сублимация - процесс сушки, происходящий при состоянии веществ ниже тройной точки. При давлении ниже 609,14 Па и температуре ниже 0°С влага находится в замороженном состоянии, и при подаче теплоты происходит испарение льда — сублимация. При параметрах выше тройной точки при подаче теплоты лед превращается в воду, а вода в пар. Сублимационная сушка становится интенсивной только в условиях глубокого вакуума при значительном подводе теплоты. При сублимационной сушке отсутствует контакт материала с кислородом воздуха. Основное количество влаги (75—90 %) удаляется при сублимации льда при температуре продукта ниже 0°С, и только остаточная влага удаляется при 40—60°С. Сохранение свойств продуктов во время сублимационной сушки обусловлено следующими особенностями: ♦ температура продукта во время сублимации, то есть в период удаления влаги, поддерживается на таком низком уровне, что неустойчивые вещества не претерпевают химических изменений и потеря летучих компонентов минимальна; ♦ влага из продукта удаляется в замороженном состоянии, так что растворенные вещества остаются равномерно распределенными по объему продукта; ♦ в замороженном продукте не образуется крупных воздушных пустот; ♦ сухой остаток состоит из твердого пористого каркаса, который занимает практически тот же объем, что и первоначальный образец, поэтому последующее обводнение происходит быстро и в полном объеме; ♦ готовый продукт имеет низкую влажность и лучше хранится по сравнению с продуктами тепловой сушки; ♦ во время сублимации исключаются рост микроорганизмов и ферментативные реакции, а содержание кислорода настолько незначительно, что не окисляются даже легко окисляемые компоненты. Не все продукты одинаково устойчивы к факторам сублимационной сушки. Хорошо сохраняются плоды и овощи, нежирное мясо, рыба, творог, тогда как яичный желток в большей или меньшей степени теряет свои свойства. Технологический процесс производства продуктов сублимационной сушки включает следующие основные операции: отбор и предварительная обработка сырья, замораживание, сушка, упаковка. В последнее время замораживание большинства продуктов производят вне сублимационных установок в обычных морозильных шкафах или камерах. Тем не менее процесс замораживания продуктов перед сушкой рассматривают как один из этапов сублимационной сушки. Качество мороженых продуктов обычно выше при быстром замораживании до более низкой температуры. При этом для сохранения эффекта быстрого и сверхбыстрого замораживания мороженые продукты следует хранить при низкой отрицательной температуре, так как при высокой температуре (например, при -10°С) в них происходит перекристаллизация льда, то есть мелкие кристаллы объединяются в крупные. Поэтому температура сублимации должна исключать ее вероятность. Температура сублимации (то есть температура сушки) определяется в зависимости от количества вымерзшей воды. После достижения криоскопической температуры в продукте начинает вымерзать или кристаллизоваться вода, в результате чего концентрация оставшейся жидкой фазы повышается, а ее криоскопическая температура понижается. При дальнейшем понижении ее количество вымерзшей воды увеличивается, но часть ее остается в жидком состоянии до достижения криогидратной температуры. В продуктах животного происхождения и рыбных содержится незначительное количество хлористого кальция, криогидратная точка водного раствора которого -55°С, поэтому полное вымерзание воды в таких продуктах возможно при температуре ниже указанной. При температуре -56°С появляется незначительное количество латентного (скрытого) тепла, однако для пищевых продуктов можно считать, что при -25°С в них вымерзает большая часть воды, по крайней мере, сушка при более низкой температуре не дает заметного улучшения качества продуктов. Так же как и при тепловой сушке, в процессе сублимационной выделяют следующие периоды: ♦ подогрева (период установления режима сушки); ♦ постоянной скорости сушки; ♦ падающих скоростей сушки. Продолжительность первого периода сушки зависит от объема установки и мощности вакуум-насосов. Обычно период установления заданных режимных параметров не превышает 10—15 мин. Изменения массы и свойств продукта (если сушка производится с предварительным замораживанием) в этот период незначительны. Существенное влияние на качество готовых продуктов оказывают параметры процесса в периоды постоянной и падающей скоростей сушки: ♦ температуры продукта и сублимации льда; ♦ температура продукта во время досушки и максимальная его температура; ♦ продолжительность сушки, интенсивность и способ 1 теплоподвода; ♦ величина поддерживаемого вакуума. Продолжительность периода сублимации при промышленных сушках пищевых продуктов, замороженных с большой скоростью, продолжается более 4 ч, а при высокой температуре сублимации (например, при -5°С) возможны перекристаллизация льда и потеря эффекта быстрого замораживания. В связи с этим с целью получения продукта высокого качества следует стремиться к. более низким температурам сублимации, но по экономическим соображениям приходится отказываться от их применения. Существенное влияние на качество продукта оказывает максимальная температура в период падающей сушки. Повышение температуры в этот период достигает значительных величин. В обезвоженном белке энергия связи равна приблизительно 400 ккал/кг, а при содержании влаги 20 % практически равна нулю. Расход тепла для разрушения анергии связи достигает 20 % от общих затрат тепла на удаление воды из продукта. Повышение температуры продукта в период падающей сушки отражается на его свойствах в значительно меньшей степени, чем при тепловой, так как термоустойчивость белковых веществ при уменьшении в них влаги значительно повышается. При оптимальных условиях сушки температуру продукта повышают, когда содержание влаги в высушенном слое снижается до 15 % и меньше. Недостатком сублимационной сушки являются большие затраты на ее осуществление. Сублимационная сушка является одним из наиболее энергоемких методов консервирования. Причина этого заключается в том, что при сублимационной сушке вода, содержащаяся в продукте, проходит четыре фазы кристаллизации: при замораживании, переход в парообразное состояние при сушке, кристаллизация при конденсации и плавление в период оттаивания конденсата. Сублимацию льда и последующую кондеисацию паров воды осуществляют при низких температурах. Обычно температура кипения хладагента в конденсаторе поддерживается не выше -35°С. Известно, что при снижении ее уменьшения холодопроизводительность холодильных машин и соответственно растет стоимость калории холода. В среднем энергозатраты на сублимационную сушку в 4-5 раз больше, чем на тепловую, и в десятки раз — чем на замораживание продукта. С учетом высокой стоимости обработки наиболее перспективными для сушки методами сублимации являются продукты с небольшим содержанием воды, сезонные дорогостоящие и такие, консервирование которых другими методами значительно снижает их качество. В отечественной промышленности в небольших объемах сушат ягоды и фрукты, мясо, творог и кисломолочные продукты, медицинские и ферментные препараты, молочные закваски. Затраты на сушку продуктов с небольшим содержанием воды сравнимы с затратами на их консервирование другими способами. Некоторое увеличение их компенсируется высоким качеством продуктов сублимационной сушки. Сушка медицинских и ферментных препаратов, молочных заквасок является особенно эффективной, так как при этом получают качественно новые продукты. В некоторых случаях, например, при сушке вакцин, изготовленных на базе вирусов, только с помощью сублимационной сушки можно получить устойчивый к хранению продукт. жүктеу/скачать 1,08 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|