При сушке естественным или искусственным способом происходит испарение большей части содержащейся в продукте капиллярной воды (до 70%) и части химически связанной воды (2-3%). Свежие овощи, плоды, грибы после сушки уменьшаются в весе в 7-10 раз, рыба и мясо - в 1,5-2,5 раза, грибы - в 3-4 раза. Спрессовывание (брикетирование) сухих плодов и овощей значительно повышает их транспортабельность и способность к лежке.
При сушке продуктов режимы нужно отрегулировать так, чтобы максимально сохранить пищевые и вкусовые качества высушиваемого продукта.
Виды связи воды
Капиллярная вода подразделяется на воду макрокапиллярную (свободную) со средним радиусом молекулы 10-5 см и микрокапиллярную (гигроскопическую) со средним радиусом молекулы меньше 10-5 см. Продукт впитывает эти два вида воды как при контакте с водным источником, так и из воздуха.
Химически связанная вода
Эта вода наиболее прочно связана с продуктом, она входит в состав его молекул. Этот вид воды почти не удаляется из продукта при сушке (кроме вакуумного метода).
При сушке из продуктов удаляется капиллярная вода. Сначала быстро испаряется свободная макрокапиллярная вода (70% влаги), затем - микрокапиллярная, но при этом режим сушки значительно замедляется.
Процессы, происходящие при сушке продуктов питания
Тем, кто решил заняться сушкой продуктов, нужно добиться равновесной влажности, которая наступает только тогда, когда давление водяного пара над продуктом приходит в равновесие с парциальным давлением водяного пара в воздухе.
При сушке происходят следующие процессы:
1. Испарение влаги с поверхности высушиваемого продукта.
2. Передвижение влаги из внутренних частей продукта к его поверхности.
3. Обмен тепла между сушильным воздухом и высушиваемым продуктом.
Внешней диффузией влаги называют процесс испарения влаги с поверхности высушиваемого продукта. Чем больше поверхность продукта и скорость горячего воздуха, тем быстрее происходит испарение влаги. Практически этот период продолжается до тех пор, пока не испарится 50-60% влаги. Дальнейший ход сушки зависит от перемещения влаги внутри продукта, т. е. влага устремляется во внешние горизонты продукта. Это и есть внутренняя диффузия влаги. При этом концентрация влаги во внутренних и внешних горизонтах выравнивается.
Одновременно с этими процессами происходит и обратное явление - движение влаги, или термодиффузия влаги, вызываемая разностью температур периферии и центра. В процессе сушки большое значение имеет соразмерность процессов внешней и внутренней диффузии влаги. Если внешняя диффузия влаги будет намного опережать внутреннюю диффузию, то поверхность продукта будет пересыхать до образования твердой корочки или трещин.
Когда влажность на поверхности продукта понизится, тогда начнется второй период сушки, происходящий с убывающей скоростью. Скорость сушки в этот период будет определяться влажностью поверхности продукта, зависящей от интенсивности внутренней диффузии влаги.
Влияние скорости движения воздуха в сушилке на сушку продуктов. Когда достигается равновесная влажность: температура продукта и окружающего воздуха (сушащего воздуха) становится равной, и процесс испарения влаги прекращается.
Влияние температуры воздуха на сушку продуктов
Чем выше температура сушильного воздуха, тем быстрее будет испаряться вода из продукта. Это аксиома! Температура сушки должна быть в пределах 40-90 °С. Если температуру повысить, то в плодах и овощах, грибах, лекарственных тpaвax может легко измениться содержание сахаров, органических веществ. Например, при сушке винограда при 60° в течение 16 часов потери сахаров составляли 0,8%, при 75° - 1,9%, при 85° - 12,2%.
Влияние относительной влажности сушильного воздуха на сушку продуктов
Если влажность продукта высокая - сроки сушки удлиняются. При различной температуре воздуха и атмосферном давлении 760 мм рт. ст. 1 м3 воздуха в состоянии насыщения водяными парами содержит следующее количество воды:
|
Температура воздуха, градус |
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
40 |
50 |
|
Количество воды, г |
4,9 |
6,8 |
9,4 |
12,8 |
17,2 |
22,9 |
30,1 |
58,5 |
82,3 |
При повышении атмосферного давления влагоемкость воздуха увеличивается.
Влияние формы и размеры высушиваемого продукта
Испарение воды с поверхности продукта будет идти тем быстрее, чем больше его поверхность и меньше толщина резки, а также зависит от вида и сорта продукции, количества сухих веществ.
Форма и размер высушиваемого продукта оказывает существенное влияние на скорость сушки.
Влияние нагрузки на сита
На скорость сушки большое влияние оказывает количество сырья, загружаемого на 1 м2 сита.
При излишне большой нагрузке на сита скорость высушивания продукта сильно замедляется, но хуже всего, что внутри продукта начинаются гнилостные процессы, продукт темнеет, теряет свои качества, цвет, аромат и вкус.
Поэтому ученые, специалисты и практики рассчитали, что для сушки разных видов продукции, сортов нужны разные нормы настила.