Сушка во вспененном состоянии

В последние годы в ряде стран проведены исследования и разработаны установки для сушки продуктов переработки фруктов и овощей (пюре, пульпы, пасты, концентрированные соки) во вспененном состоянии с получением быстровосстанавливаемых порошков.

Сущность способа состоит в том, что пюреобразный или концентрированный жидкий продукт взбивают в стойкую пену в присутствии пеностабилизирующих веществ и высушивают до содержания влаги 2—4%.

Вспенивание придает продукту более жесткую структуру и увеличивает поверхность его для ускорения диффузии влаги. С точки зрения теплопередачи этот способ менее эффективен, так как пене присуща низкая теплопроводность. Тем не менее пеносушка представляет собой сравнительно быстрый способ обезвоживания (продолжительность процесса для разных продуктов составляет от 3 до 20 мин), не требующий высокой температуры.

Стойкую пену получают при взбивании с эмульгатором, который добавляют из расчета 1—2% на сухое вещество продукта. В качестве эмульгаторов используют моностеарат глицерина, метилцеллюлозу, яичный альбумин, сухое молоко, агар, желатин, растворимый крахмал, различные альгинаты и др.

В некоторых случаях для улучшения вспенивания через взбитую массу продувают воздух или инертный газ (азот, углекислый газ).

Сушат пену разными способами: равномерно распределяют тонким слоем по транспортерной ленте из нержавеющей стали и сушат встречным потоком нагретого воздуха; выдавливают из специальных устройств — экструдеров в виде жгутов на ленту в условиях вакуума; при кратерном способе наносят тонким слоем на перфорированные лотки с отверстиями диаметром 3,2 мм, а горячий воздух (93° С) или инертный газ поступает с большой скоростью из сопел под лотки. При прохождении сушильного агента через пену в ней образуются кратеры и пена быстро сохнет.

Высушенный продукт измельчают, просеивают и упаковывают в герметическую тару.

Преимущество способа сушки продуктов во вспененном состоянии заключается в том, что он обеспечивает быстрое получение полностью восстанавливающегося продукта с максимальным сохранением вкусовых и пищевых достоинств сырья. По качеству вырабатываемого продукта этот способ конкурирует с сублимационной и вакуумной сушкой, но значительно дешевле их.

Фирма «Foamat Foods corp.» (США) применяет в промышленном масштабе пеносушку соков и пюре малины, замляники и ананасов, пюре из томатов, апельсинов, черники, клюквы и яблок.

К жидким или пюреобразным продуктам добавляют небольшое количество пищевых эмульгаторов, затем в атмосфере инертного газа в специальных аппаратах взбивают до получения плотной и устойчивой пены, которую направляют насосом в питающее устройство, установленное над сушилкой. Здесь пена намазывается слоем 3,2 мм на движущуюся перфорированную ленту шириной 80 см с отверстиями диаметром 3,2 мм и расстоянием между центрами отверстий 4,8 мм. Длина сушилки 22,5 м. Воздух перед подачей в сушилку подогревают в паровых калориферах.

Сушилка разделена на пять зон. В первой зоне воздух, нагретый до 60° С, продувается через ленту снизу и, проходя через отверстия в ней, образует кратеры в слое пены, что значительно увеличивает поверхность контакта продукта с теплоносителем. Наиболее интенсивное высушивание продукта, при котором удаляется 80% влаги, происходит во второй зоне. В третьей и четвертой зонах сушилки удаляется оставшаяся влага до конечной влажности сушеного продукта не более 2%. В пятой зоне продукт охлаждается воздухом. Скорость движения перфорированной ленты 2,75 м/мин. Продолжительность сушки, включая охлаждение, 14 мин.

Готовый продукт подают на расфасовку. Упаковывают его в атмосфере азота.

В Болгарии на Пловдивском консервном заводе им. 1 Мая смонтирована промышленная сушилка для сушки томата-пюре и других продуктов во вспененном состоянии.

Установка представляет собой ленточный транспортер, верхняя часть ленты которого заключена в стальной кожух. Лента выполнена из нержавеющей стали, ширина ее 1000, толщина 1 мм. Расстояние между натяжным и приводным шкивами транспортера 60 м. Транспортер приводится от электродвигателя мощностью 7 кВт через вариатор скоростей. В кожухе сушилки установлено шесть паровых калориферов. Скорость воздуха в нем 3,5 м/с, расход 13 000 м3/ч. Воздух движется противотоком относительно продукта. Температура воздуха в начале сушилки 120° С, на выходе продукта 70° С.

Вспененный продукт подается на ленту сушилки из бункера и настилается слоем толщиной 0,3 мм; в конце сушилки он снимается ножом. Продолжительность сушки томата-пасты до конечной влажности 4,5% 2—3 мин. Производительность сушки по томатному порошку 100 кг/ч.

Сотрудники научно-исследовательского института консервной промышленности в г. Пловдиве (НРБ) разработали режимы сушки овощного (фасолевого, шпинатного, томатного, картофельного) и фруктового (яблочного, абрикосового и др.) пюре во вспененном состоянии.

В качестве пеностабилизатора использовали моностеарат глицерина, который получали в лаборатории путем взаимодействия стеариновой кислоты с избытком глицерина при температуре 18° С и продувании углекислого газа. Моностеарат глицерина был белого цвета, без вкуса и запаха. В связи с тем что он нерастворим в воде, его вводили во взбиваемый продукт в виде водной эмульсии. Оптимальная добавка моностеарата глицерина для указанных продуктов 1,5—2%- Продолжительность взбивания пены 10—12 мин. Качество продукта (пюре), высушенного способом пеносушки, почти не отличается от свежего продукта, за исключением содержания витамина С, потери которого могут составить от 50 до 68% от исходного.

Во Всесоюзном научно-исследовательском институте по производству продуктов питания из картофеля разработана технология производства сухого картофельного пюре с применением пеносушки.

Принципиальная схема этого процесса состоит из следующих основных технологических операций: мойки картофеля, очистки и резки, варки до готовности, приготовления пюре, внесения стабилизатора пены, пенообразования, сушки вспененного материала.

В качестве стабилизатора пены использовали 1 —1,5% моностеарата глицерина (миверол) или сухое обезжиренное молоко в количестве 15—20% к массе сухих веществ продукта.

При этом установлено, что картофельное пюре перед взбиванием должно быть разжижено до содержания 18—19% сухих веществ. Необходимо, чтобы температура его при взбивании с миверолом была 10—15° С, а с сухим обезжиренным молоком 35—40° С. Пенообразование нужно вести при частоте вращения взбивальной машины 500—-1000 об/мин, подаче в продукт воздуха в количестве 10 л/кг в секунду. Длительность взбивания 10—13 мин (с миверолом) или 6—9 мин (с сухим молоком).

В результате насыщения картофельного пюре пузырьками воздуха объем его увеличивается не менее чем в 1,5 раза. Для разработки приемлемого способа сушки вспененного картофельного пюре исследованы радиационный и конвективный методы обезвоживания пены в тонком слое — на гладкой поверхности и на перфорированном поддоне.

Для обезвоживания пены рекомендован конвективный способ с. применением кратерообразования и непрерывной сушки полученного продукта, а также и с использованием ступенчатой сушки слоя вспененного картофельного пюре толщиной 1 — 3 мм.

Сухое картофельное пюре, получаемое методом пеносушки, по своим органолептическим показателям не уступает качеству картофельной крупки, приготовленной на линии ПЛКК-4.