Спосіб конвективного сушіння овочів і фруктів

Реферат: Спосіб конвективного сушіння овочів і фруктів полягає в тому, що рослинну сировину нарізають на шматочки, які розкладають щонайменше на один стелаж із сітчастими піддонами, встановленими з заданим кроком (t) вздовж вертикальної осі стелажа, який потім встановлюють у герметично ущільнену сушильну камеру, де забезпечують циркуляцію конвективного потоку сушильного агента, нагрітого до температури 35-95 °C. Сушіння рослинної сировини ведуть у атмосфері сушильного агента, за який використовують повітря і/або інертний газ - азот. Сушіння ведуть при надлишковому тиску в сушильній камері, що створюється за допомогою нагнітаючого вентилятора, причому величину надлишкового тиску (Р ск) встановлюють у межах 0,12-0,25 МПа залежно від складу і початкової вологості рослинної сировини. UA 101800 U (54) СПОСІБ КОНВЕКТИВНОГО СУШІННЯ ОВОЧІВ І ФРУКТІВ UA 101800 U UA 101800 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до технологічних процесів переробки харчових продуктів, зокрема сушіння овочів і фруктів, і може бути використана при переробці сільськогосподарської продукції з метою підвищення термінів її зберігання. Одним з недоліків традиційних способів сушіння овочів і фруктів (далі - рослинна сировина) на нагрітій поверхні або при охолодженні гарячим повітрям є нагрів підготовленої рослинної сировини до 100 °C і більше, що призводить до руйнування корисних речовин, що входять до її складу, зокрема мікроелементів і вітамінів, а також погіршення органолептичних властивостей отриманого продукту. При сушінні ж рослинної сировини в природних умовах, без примусового нагріву, процес затягується на декілька днів і за цей час в продукті встигають початися процеси інтенсивного розвитку мікрофлори (бродіння і гниття), що призводить до його псування. Овочі і фрукти характеризуються великим вмістом води і порівняно малим вмістом сухих речовин. Основна частина води в рослинній сировині знаходиться в більш або менш вільній рухомій формі і тільки близько 5-7 % її пов'язано в клітинних колоїдах і міцно утримується. Це зумовлює достатню легкість висушування плодів і овочів до вологості 12-14 %, але ускладнює видалення залишкової вологи. Як правило, для ефективного збереження овочів і фруктів в сушеному вигляді потрібно знизити їх вологовміст до рівня 15-20 %. Відомий спосіб конвективного сушіння високовологих матеріалів, зокрема овочів і фруктів, який характеризується тим, що сушіння ведуть у камері, з встановленим у ній щонайменше одним перфорованим сітчастим піддоном для розміщення рослинної сировини, при одночасному впливі інфрачервоного випромінювання (далі - ІЧ-випромінювання) (див. авт. свід. СРСР № 1513352, МПК F26B 3/30, опубл. 07.10.1989 p.). Сушіння рослинної сировини здійснюють шляхом одночасного впливу потоку повітря (сушильного агента) та ІЧвипромінювання. Вплив ІЧ-випромінювання проводиться в дві стадії. На першій стадії сушіння максимум інтенсивності випромінювання забезпечується на одній із сторін рослинної сировини, розміщеної на піддоні, а мінімум - на інший, а на другій стадії, навпаки, причому зміну інтенсивності опромінення сторін здійснюють при утворенні на стороні рослинної сировини, що піддається опроміненню, термоізолюючої кірки. Недоліком відомого способу є низька продуктивність, яка обумовлена необхідністю послідовного поетапного опромінення рослинної сировини з різних сторін, що подовжує цикл сушіння рослинної сировини, завантаженої в сушильну камеру. Разом з тим знижується якість отриманого продукту із-за коагуляції білків в оброблюваній сировині і створення термоізолюючої кірки на поверхні отриманого продукту, що призводить до зниження органолептичних властивостей оброблюваної рослинної сировини. Відомий спосіб конвективного сушіння овочів та фруктів, який характеризується тим, що сушіння ведуть у камері з встановленим у ній щонайменше одним піддоном для розміщення рослинної сировини, в імпульсному режимі нагрівання-охолодження, при цьому опромінення здійснюють ІЧ-випромінюванням (див. патент RU № 2043585, МПК F26B 3/30, опубл. 10.09.1995 p.). Згідно з відомим способом, рослинну сировину, що підлягає сушінню, укладають на піддони, які установлюють в сушильній камері на напрямних. Потім включають ІЧ-випромінювачі і сушать в імпульсному режимі нагрівання-охолодження до досягнення необхідної вологості 15-17 %, при цьому імпульсний режим нагрівання-охолодження надає жорсткий тепловий вплив на оброблювану сировину, що приводить до втрати товарного виду одержуваного продукту і погіршення його органолептичних властивостей. Недоліком відомого способу є низька якість отриманого продукту. Відомий спосіб конвективного сушіння сільськогосподарських продуктів, який здійснюють шляхом багаторазового переміщення повітря через герметично ущільнену теплоізольовану сушильну камеру, в якій встановлені касети з рослинною сировиною, що висушується, при цьому в сушильній камері забезпечується циркуляція конвективного потоку нагрітого сушильного агента, зі швидкістю 2,0-5,0 м/с (див. патент РФ № 2019777, МПК F26B 3/02, 9/06, опубл. 15.09.1994 p.). Недоліком відомого способу є низька якість отриманого продукту, зумовлена нерівномірним прогріванням рослинної сировини, яка знаходиться в касетах, що призводить до різного ступеня висушування оброблюваної рослинної сировини в обсязі кожної зі згаданих касет. Відомий спосіб конвективного сушіння овочів та фруктів, вибраний за прототип, який характеризується тим, що рослинну сировину нарізають на шматочки, які розкладають щонайменше на один зі стелажів із сітчастими піддонами, встановлених з заданим кроком (t) вздовж вертикальної осі стелажа, який потім встановлюють в герметично ущільнену сушильну камеру, де забезпечують циркуляцію конвективного потоку сушильного агента, нагрітого до температури 35-95 °C, причому сушіння рослинної сировини ведуть у атмосфері сушильного агента, як такий використовують повітря і/або інертний газ - азот (див. проспект компанії 1 UA 101800 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 "Спектрум", 2014, www.spektrum.ua). Нагрівання рослинної сировини в сушильній камері здійснюється за допомогою інфрачервоних випромінювачів (далі - ІЧ-випромінювачі), встановлених над кожним сітчастим піддоном. Недоліком відомого способу є низька якість отриманого продукту. Це пояснюється тим, що при роботі інфрачервоних випромінювачів навколо них утворюються високотемпературні зони, які впливають на рослинну сировину, що знаходиться в безпосередній близькості до зазначених зон, значно інтенсивніше, ніж загальний фон (градієнт) температур, підтримуваний в сушильній камері в цілому. Це призводить до підгоряння рослинної сировини і погіршення органолептичних властивостей і зовнішнього вигляду отриманого продукту. Задачею корисної моделі є розробка способу конвективного сушіння овочів і фруктів, що забезпечує високу якість і гарний зовнішній (товарний) вигляд одержуваного продукту із збереженням органолептичних властивостей вихідної рослинної сировини. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі конвективного сушіння овочів і фруктів, який характеризується тим, що рослинну сировину нарізають на шматочки, які розкладають щонайменше на один зі стелажів із сітчастими піддонами, встановлених з заданим кроком (t) вздовж вертикальної осі стелажа, який потім встановлюють у герметично ущільнену сушильну камеру, де забезпечують циркуляцію конвективного потоку сушильного агента, нагрітого до температури 35-95 °C, причому сушіння рослинної сировини ведуть у атмосфері сушильного агента, за який використовують повітря і/або інертний газ - азот, згідно з корисною моделлю, сушіння ведуть при надлишковому тиску в сушильній камері, що створюється за допомогою нагнітаючого вентилятора, причому величину надлишкового тиску (Р ск) встановлюють у межах 0,12-0,25 МПа в залежності від складу і початкової вологості рослинної сировини. При впливі на рослинну сировину надлишкового тиску (Р ск), при величині Рск= 0,12-0,25 МПа, підвищується ефективність вилучення вологи з рослинної сировини. Разом з тим, при циркуляції в сушильній камері конвективного потоку сушильного агента, нагрітого до температури 35-95 °C, в ній створюється постійний градієнт температур і підтримується необхідний аеродинамічний режим, що забезпечує найбільш оптимальні умови сушіння рослинної сировини, при яких в отриманому продукті максимально зберігаються органолептичні властивості вихідної рослинної сировини. У окремому варіанті використання способу, що заявляється, нагрівання сушильного агента здійснюють за допомогою теплогенератора, вбудованого в систему циркуляції сушильного агента, а процес сушіння ведуть в два етапи з поступовим зниженням температури від етапу до етапу. Це дозволяє забезпечити більш "м'який" вплив на оброблювану рослинну сировину в процесі сушіння і підвищити якість одержуваного продукту, а також дозволяє скоротити питому витрату електроенергії, необхідної для висушування рослинної сировини, завантаженої в сушильну камеру. В іншому варіанті реалізації корисної моделі, при досягненні в сушильній камерітемператури сушильного агента і рослинної сировини 80-95 °C ведуть сушіння останньої при зазначеній температурі до вологості 40-45 % з подальшим зниженням температури сушильного агента до 50-65 °C, при якій забезпечують подальше зниження вологості рослинної сировини до 15-25 %. Вибір зазначених параметрів обумовлений найбільш оптимальним режимом сушіння з точки зору економії електроенергії при реалізації способу, що заявляється. У окремому варіанті використання способу, що заявляється, потік сушильного агента, виведеного з сушильної камери, насичений вологою, що виділилася з рослинної сировини, направляють в систему циркуляції сушильного агента за допомогою витяжного вентилятора, вхідний патрубок якого пов'язаний з колектором відведення сушильного агента з сушильної камери, а вихідний патрубок пов'язаний за допомогою трубопроводу з входом теплогенератора. Зазначені в цьому варіанті ознаки способу, що заявляється, дозволяють забезпечити повторне використання нагрітого сушильного агента в циклі сушіння рослинної сировини, що сприяє зниженню енергоспоживання при реалізації способу, що заявляється. В іншому варіанті використання способу, що заявляється, потік сушильного агента, який відводиться з сушильної камери, ділять в згаданому трубопроводі на дві частини, одну з яких скидають в атмосферу, а іншу повертають у теплогенератор для повторного використання в циклі сушіння рослинної сировини. Ще в одному варіанті використання способу, що заявляється, витрату сушильного агента, що відводиться з сушильної камери і повертається в теплогенератор, регулюють за допомогою 3 автоматичної засувки, керованою за допомогою системи управління, в межах від 20 м /год. до 3 50 м /год. 2 UA 101800 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Технічним результатом способу, що заявляється, є забезпечення високої якості та гарного товарного вигляду одержуваного продукту із збереженням органолептичних властивостей вихідної рослинної сировини. На кресленні зображено загальний вигляд установки для конвективного сушіння овочів і фруктів, за допомогою якої реалізується спосіб, що заявляється як корисна модель. Установка для конвективного сушіння овочів та фруктів, що містить герметично ущільнену вертикально розташовану сушильну камеру 1, пов'язану з системою циркуляції сушильного агента, що забезпечує створення конвективного потоку сушильного агента в сушильній камері 1, щонайменше один теплогенеруючий пристрій і один стелаж 2 з сітчастим піддоном 3 для розміщення рослинної сировини, які встановлені з заданим кроком (t) вздовж вертикальної осі стелажа 2. Установка містить також нагнітаючий вентилятор 4, що входить в систему циркуляції сушильного агента, а також блок управління, що містить датчик тиску 5 і датчики температури 6, 61, причому стелаж 2 виконаний у вигляді візка для забезпечення швидкої установки і вилучення останнього з сушильної камери 1. Як теплогенеруючий пристрій в установці використаний теплогенератор 7, вбудований в систему циркуляції сушильного агента, причому в сушильній камері 1 уздовж вертикальної осі змонтований циліндричний колектор 8 подачі нагрітого сушильного агента з прорізами 9, виконаними в його бічній стінці з заданим кроком (t) вздовж вертикальної осі. Колектор 8 пов'язаний з вихідним патрубком 10 нагнітаючого вентилятора 4, а система циркуляції сушильного агента забезпечена витяжним вентилятором 11, вхідний патрубок 12 якого пов'язаний з порожниною сушильної камери 1, а вихідний патрубок 13 пов'язаний за допомогою трубопроводу 14 з входом 15 теплогенератора 7. Однією стороною вхідний патрубок 12 витяжного вентилятора 11 приєднаний до верхньої стінки сушильної камери 1. З іншого боку вхідного патрубка 12, в зоні примикання до витяжного вентилятора 11, встановлена автоматична засувка 16 для регулювання потоку сушильного агента, що виводиться з сушильної камери 1. Наявність зазначеної автоматичної засувки 16 забезпечує можливість регулювання величини надлишкового тиску, який створюється нагнітаючим вентилятором 4 в сушильній камері 1. Порожнина сушильної камери 1 сполучена з вхідним патрубком 12 витяжного вентилятора 11 за допомогою вентиляційних отворів 17, площа сумарного прохідного перерізу яких визначається за наступною залежністю: 0,65 Sкп  Sсум