Вакуумная досушка продуктов

Замороженный продукт помещается в сублимационную камеру. Вакуумными насосами в ней понижают давление. Когда необходимые параметры процесса достигнуты, к продукту нужно обеспечить подвод тепла, которое понадобится для сублимации влаги (приблизительно 700 ккал/ч на 1 кг удалённого льда). Очень важно добиться того, чтобы температура продукта была неизменной. Если она повысится, то это может способствовать повышению давления в камере установки, началу таяния продукта, что негативно отразится на его качестве.

Сейчас очень распространен метод управления сушкой по экстремальным температурам обрабатываемого продукта. Чаще всего он применяется при высушивании термолабильных продуктов при условии радиационного подвода тепла. Суть процесса заключается в следующем. При обезвоживании в материале в одно и тоже время существуют 2 экстремальные зоны (см. рис.): самой высокой температуры, в которой тепловой режим особенно напряженный (верхняя экстремальная зона – t_В.Э.), и самой низкой температуры (нижняя экстремальная зона t_Н.Э.), находящаяся в центре материала. Управляют энергоподводом так, чтобы температура поверхности продукта, которая соответствует t_В.Э., не была выше допустимой температуры t_ДОП. Плотность потока тепла поддерживают максимальной. Когда любой участок материала высушивается, то производят регулировку температуры на поверхности излучателей. До конца процесса сушки нужно поддерживать t_В.Э. на уровне допустимой температуры. Заканчивают сушку в тот момент, когда заканчивается процесс обезвоживания нижней экстремальной зоны, при этом температура t_Н.Э. становится равна конечной температуре. (см. рис.). Неизменное значение температуры поверхности достигается за счет снижения интенсивности подвода энергии по времени.

Процесс условно делится на 3 периода. Период постоянного подвода энергии (1-й период)   начинается в момент включения подвода энергии   и заканчивается тогда, когда температура поверхности продукта сравнивается с допустимой температурой t_В.Э.= t_ДОП Интенсивность процесса сублимации в данном периоде становится равной интенсивности  удаления пара. Вся энергия, которая подводится к продукту, тратится на процесс перехода льда в пар.

В период убывающего энергоподвода на поверхности материала образуется обезвоженная зона. Чтобы t_В.Э. находилась на уровне t_ДОП, нужно уменьшать подвод тепла в сублимационную камеру, т.к. температурное сопротивление обезвоженного участка постоянно возрастает.

Продолжительность каждого периода сублимации зависит от толщины слоя продукта (при сушке на противнях), его свойств, глубины созданного вакуума и температуры плит.

Когда граница, разделяющая осушенную и замороженную зоны, достигает центра, т.е. удаляется вся свободновымороженная влага (в материале остается связанная влага, которая растворителем не является), наступает третий период , который называется физической «досушкой» продукта.

Характерные термограммы сушки слоя продукта в противне: а - при радиационном энергоподводе; б - при кондуктивном энергоподводе через замороженный слой

Естественным завершением вакуумной сушки является момент, когда продукт достигает состояния равновесной влажности. В это время влага из него удаляться перестает, а возобновиться этот процесс может в двух случаях:

1) при уменьшении температуры десублимации;
2) при повышении температуры самого продукта при вакуумной досушке.

Каждой паре температурных значений материала и десублиматора соответствует определенная равновесная влажность продукта.

Длительность периода вакуумной «досушки» продуктов зависит от того, какая конечная влажность продукта необходима. Часто к моменту завершения «досушки» влажность продукта уже меньше, чем требуется по условиям, т.е. физической «досушки» нет. В промышленности есть технологическая досушка. В этот период удаляются сырые пятна в продукте. Начинается он в тот момент, когда происходит полное удаление влаги по отдельным участкам в материале. Необходимость данного процесса вызвана тем, что в реальном процессе существует неравномерность. Длительность данного периода зависит от нескольких факторов: от части материала, которая может пересушиться или недосушиться после завершения процесса; от состава продукта; от вакуума в установке; от максимально допустимого значения температуры в высушенном продукте, которая определяется экспериментально.

Температура нагрева, которая является максимально допустимой при вакуумной досушке для каждого материала, зависит от его свойств и для пищевых продуктов колеблется от 40°С до 60°С. Медицинские препараты досушиваются при более мягких условиях – 30-35°С.

Материал подготовлен по книге: Сушка сырья: мясо, рыба, овощи, фрукты, молоко. Учебно-практическое пособие. Серия "Технологии пищевых производств" /Семенов Г.В., Касьянов Г.И. — Ростов н/Д: издательский центр "МарТ", 2002. — 112 с.