Спосіб сушіння пектинвмісної сировини

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно, к способу консервации и подготовки пектинсодержащего сырья для последующего получения пектина. Для сушки пектинсодержащего сырья используют в основном конвективный подвод тепла. Яблочные и цитрусовые выжимки сушат в туннельных (цер), ленточных, конвективных или барабанных сушилках периодического и непрерывного действия с прямоточным, противоточным и перекрестным направлениями движения материала и теплоносителя. Начальная температура сушки 300-350°С, а конечная 85-95°С. Этот этап сушки осуществляется на протяжении 30 мин в барабанной сушилке. Сухие выжимки должны иметь не более 8% влаги, 10% пектина [БВК 36.91Я2 Р93. Рибак Г.М., Блашкіна О.А., Литовченко Q.M. Довідник по переробці плодів, ягід і винограду. - К., Урожай, с.261]. Определяющим критерием в выборе, конструкции сушильного аппарата является возможность регулирования температуры таким образом, чтобы ткань пектиносодержащего сырья не нагревалась выше 80-85° С в течение 4-5 ч и поверхность частиц сырья предохранялась от подгорания. Так, при увеличении температуры в сырье от 85° С до 130-140° С содержание пектина снижается с 29,0 до 26,7%, что связано с деградацией пектиновых веществ [Бузина Г.В., Кибрик Э.Д., Парфененко В.В. Производство свекловичного пектина. — М.: ЦНИИТЭИпищепром, 1974. Вып.3, с.26]. Ближайшим техническим решением является способ сушки, предусматривающий формирование выжимки в виде тел цилиндрической формы, подогрев сформированной выжимки до температуры 80-90° С, обдув воздухом в течение 50-60 мин при температуре воздуха 98-100°С и досушивание в течение 25-30 мин при температуре воздуха 50-60°С [Авт.св. №762840, кл. А 23 В 7/02/ Способ сушки фруктовой выжимки. Боровский В.Б., Чавдаров А.С. и др., опублик. 15.09.80]. Недостатком указанного способа является сравнительно низкая пектиноотдача сырья, так как сушка горячим воздухом способствует разрушению лишь водородных связей, где энергия связи невелика (до 50 кДж/моль). Кроме того, длительное высоко-температурное воздействие ведет к деструкции пектина. Задачей способа сушки пектин содержащего сырья является создание теплового воздействия на пектинсодержащее сырье, направленного на разрыв молекулярных связей, что обеспечивает интенсификацию процесса извлечения пектина. Поставленная задача решается тем, что способ включает формирование поверхности сырья, нагрев сформированной поверхности, сушки и досушивания сырья горячим воздухом. Согласно изобретению сырье, поступившее на сушку, подвергается механическому отжиму и нагреву до температуры 70-85° С и влажности 60-80% и одновременно придает ему форму перфорированной ленты, которую направляют на диэлектрическую поверхность, где подвергают кратковременному (20-60 с) СВЧвоздействию с плотностью потока энергии 150-200 Вт/см2 и досушивают до влажности 8-10% горячим воздухом. Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков изобретения и технических результатов заключается в следующем. Нагревание до температуры 70-85° С и кратковременно воздействие (20-60 с) СВЧ-энергии с плотностью тока энергии 150-200 Вт/см2 не вызывает деструкцию протопектина, что в конечном итоге ведет к увеличению выхода целевого продукта и улучшению его качественных показателей. Наличие перфорации обуславливает интенсивное паровыделение из сырья по своей толщине слоя, что в свою очередь ведет к равномерности прогрева и отсутствию мест локального перегрева сырья, способствующих разрушению пектиновых веществ. В целях экономии энергоресурсов досушивание пектиносодержащего сырья ведется горячим воздухом до влажности 8-10%, которая позволяет полученное сырье без потери пектиновых веществ закладывать на долгосрочное хранение. Клеточная проницаемость начинает увеличиваться при температуре 70° С, поэтому во избежание разрушения протопектина первичный нагрев необходимо проводить при температуре 70-85° С в течение 8-10 мин. [Рогов И.А., Адаменко В.Я., Некрутман С.В. и др. Электрофизические, оптические и акустические характеристики пищевых продуктов. М., Легкая и пищевая промышленность, 1981, с.288]. Первичный нагрев до температуры 70-80° С и высокая влажность 60-80% воссоздают эффект бланширования, который интенсифицирует извлечение пектина и увеличивает студнеобразующую способность на 12,4 кПа, что обусловлено удалению из кутикулы ткани восков и воскоподобных веществ, снижающих проницаемость клеточной оболочки. Влажность пектиносодержащего сырья более 80% затрудняет формирование у тонкой перфорированной ленты, и влажность менее 60% исключает эффект бланширования. При интенсивности воздействия СВЧ-энергии - 145 Вт/см2 выход целевого продукта-пектина составил 5,79%, с увеличением интенсивности до 149 Вт/см2 выход увеличился до 6%, в интервале величины с 150-200 Вт/см2 наблюдается наибольший выход соответственно 9,65-10,05% целевого продукта при одинаковой влажности 70% и времени воздействия СВЧ-энергии 20 с. Увеличение вводимой СВЧ-энергии снижает экономическую целесообразность способа и вызывает локальное воспламенение пектиносодержащего сырья. По приведенной таблице 1, можно судить не только о потоке СВЧ-энергии, но и эффективности времени воздействия. Наибольший выход пектина при одинаковом вводе энергии 160 Вт/см2 и влажности 70% составил: при времени воздействия СВЧ-энергия 18 сек 8,75%, 19 сек – 8,8%, в интервале времени 20-60 сек, 9,7-13, 05%. С увеличением времени воздействия СВЧ-энергии более 60 сек наблюдается локальное подгорание поверхностного слоя обрабатываемого материала. Конечная влажность 8-10% пектиносодержащего сырья является универсальной характеристикой Влажность менее 8% приводит к увеличению теплоэнергетических затрат и продолжительности процесса, более высокая конечная влажность способствует протеканию биохимических процессов и приводит к порче пектиносодержащего сырья. Сопоставительный анализ предлагаемого способа с известными аналогами и прототипом показывает, что он обладает отличным, а именно, перед сушкой сырье подвергают отжиму до влажности 60-80% и нагреву до температуры 70-85°С и придают ему форму тонкой перфорированной ленты, это отличие является существенным, так как обеспечивается более эффективное и равномерное воздействие на сырье СВЧэнергии с одновременным проведением бланширования, позволяющего интенсифицировать процесс извлечения пектина. Способ осуществляется следующим образом: пектиносодержащее сырье после вымывания сахара имеет первоначальную влажность 80-90%. После прохождения жома через вальцевую сушилку влажность его снизилась до 60-80%. Кроме того, вальцы нагреваются за счет воздействия на них СВЧ-энергии и передают тепло непосредственно сырью, температура которого достигает 70-85°С. Форма поверхности валков позволяет получать сырье в виде перфорированной ленты, которая направляется на наклонную диэлектрическую поверхность и подвергается мощному (20-60 с) СВЧ-воздействию с плотностью потока энергии 150-200 Вт/см2. Такая перфорированная лента из растительного сырья поступательно перемещается относительно неподвижного излучателя. Форма поверхности из растительного сырья, подвергающаяся СВЧ-воздействию, способствует более эффективному и равномерному проникновению СВЧ-энергии в материал. Затем перфорированная лента из растительного сырья направляется на досушивание горячим воздухом до влажности 8-10%. Пример 1. После прохождения через вальцевую сушилку пектиносодержащее сырье (жом сахарной свеклы) имело влажность 60% и прогревалось разогретым СВЧ-энергией вальцами до температуры 70° С. Сформированная поверхность в виде тонкой перфорированной ленты, передвигалась по наклонной поверхности, подвергается СВЧ-воздействию 20 с с плотностью потока 150 Вт/см2. Затем сырье досушивали до влажности 8-10% горячим воздухом. Выход целевого продукта составил 10,65%, прочность пектинового студня 495 мм рт.ст. Пример 2. После прохождения через вальцевую сушилку пектиносодержащее сырьё (жом сахарной свеклы) имело влажность 70% и прогревалось разогретыми СВЧ-энергией вальцами до температуры 80° С. Сформированная поверхность в виде тонкой перфорированной ленты, передвигалась по наклонной поверхности, подвергается СВЧ-воздействию в течение 30 с с плотностью потока 160 Вт/см2. Затем сырье досушивали до влажности 8-10% горячим воздухом. Выход целевого продукта составил 12,7%, прочность пектинового студня 590 мм рт.ст. Пример 3. После прохождения через вальцевую сушку пектиносодержащее сырье (жом сахарной свеклы) имело влажность 80% и прогревалось разогретым СВЧ-энегией вальцами до температуры 85° С. Сформированная поверхность в виде тонкой перфорированной ленты, передвигалась по наклонной поверхности, подвергается СВЧ-воздействию в течение 60 с с плотностью потока 200 ВТ/см2. Затем сырье досушивается до влажности 8-10% горячим воздухом. Выход целевого продукта составил 4,2 %, прочность пектинового студня 610 мм рт.ст. Пример 4. После прохождения через вальцевую сушилку пектиносодержащее сырье (жом сахарной свеклы) имело влажность 58% и прогревалось разогретым СВЧ-энергией вальцами до температуры 68° С. Сформированная поверхность в виде тонкой перфорированной ленты, передвигалась по наклонной поверхности, подвергается СВЧ-воздействию в течение 18 с с плотностью потока. 145 Вт/см2. Затем сырье досушивается до влажности 8-10% горячим воздухом. Выход целевого продукта составил 4,2%, прочности пектинового студня 290 мм рт.ст. Пример 5. После прохождения через вальцевую сушку пектиносодержащее сырье (жом сахарной свеклы) имело влажность 59% и прогревалось разогретыми СВЧ-энергией вальцами до температуры 69° С. Сформированная поверхность в виде тонкой перфорированной ленты, передвигалась по наклонной поверхности, подвергается СВЧ-воздействию в течение 19 с с плотностью потока 149 Вт/см2. Затем сырье досушивается до влажности 8-10% горячим воздухом. Выход целевого продукта составил 5,1% прочности пектинового студня 300 мм рт.ст. Использование предлагаемого способа сушки пектиносодержащего сырья обеспечивает по сравнению с существующими способами повышение пектиноотдачи сырья в 2-2,5 раза с возможностью применения различных гидрагентов и снижает энергоемкость процесса сушки на 40%.