RU2816517C1 - Method of drying vegetal raw materials - Google Patents

Abstract

FIELD: food industry.

SUBSTANCE: invention relates to methods of treating food industry and can be used in production of natural dry derivatives from vegetable raw materials. Method consists in the fact that the vegetal raw material layer is blown with a drying agent in two stages, conditioning and crushing. Temperature of the drying agent is 30–40 °C, and vegetal raw materials are placed in one layer on shelves of trolleys-racks. In the process of drying, the racks-trolleys are periodically rotated relative to their location and their own axis.

EFFECT: method increases efficiency of raw material flow with heat carrier.

1 cl, 1 dwg, 6 tbl

Description

Изобретение относится к способам обработки пищевой промышленности и может быть использовано при производстве натуральных сухих производных из любого типа органического сырья.The invention relates to methods for processing the food industry and can be used in the production of natural dry derivatives from any type of organic raw material.

В пищевой отрасли известны различные способы удаления влаги из растительного сырья, которое обычно подвергают сушке обдувом теплоносителя в виде горячего воздуха в туннельных, ленточных, конвейерных или барабанных сушилках периодического или непрерывного действия (Сажин Б.С. Основы техники сушки. М.: Химия, 1984 г.).In the food industry, various methods are known for removing moisture from plant raw materials, which are usually dried by blowing a coolant in the form of hot air in tunnel, belt, conveyor or drum dryers of periodic or continuous action (Sazhin B.S. Fundamentals of drying technology. M.: Chemistry, 1984).

Так, например, известен способ сушки овощей и фруктов, где исходное сырье сортируют, моют, режут на кусочки и бланшируют (в зависимости от вида высушиваемого сырья), укладывают на поддоны слоем до 40 мм и помещают в камеру, в которой сырье нагревают до температуры не выше 70°С в вакууме, значения которого циклически изменяют от 0 до 0,04 МПа, т.е. производят вакуумно-импульсную обработку высушиваемого продукта (RU 2133094 04.01.1996 А23В 7/02). Недостатком данного способа, является высокая температура сушки, а также длительное воздействие горячего теплоносителя, что неизбежно приводит к разрушению ценных питательных компонентов, содержащихся в высушиваемом продукте.For example, there is a known method for drying vegetables and fruits, where the raw materials are sorted, washed, cut into pieces and blanched (depending on the type of raw materials being dried), placed on pallets in a layer of up to 40 mm and placed in a chamber in which the raw materials are heated to a temperature not higher than 70°C in vacuum, the values of which vary cyclically from 0 to 0.04 MPa, i.e. carry out vacuum-pulse processing of the dried product (RU 2133094 04.01.1996 A23B 7/02). The disadvantage of this method is the high drying temperature, as well as prolonged exposure to hot coolant, which inevitably leads to the destruction of valuable nutritional components contained in the dried product.

Известен способ производства сушеных припасов из плодово-ягодного сырья, включающий его подготовку, обработку инфракрасными лучами и конвективную сушку, согласно изобретению обработку подготовленного сырья инфракрасными лучами осуществляют одновременно с конвективной сушкой, причем обработку инфракрасными лучами ведут постадийно, а именно - на первой стадии сырье нагревают до температуры ниже 100°С не более 4 ч, на второй стадии сырье выдерживают при температуре на 15-30°С ниже температуры первой стадии не более 7 ч, а на третьей стадии сырье выдерживают при температуре на 10-30°С ниже, чем температура на предыдущей стадии не более 7 ч. (RU 2168900 15.09.1999 А23В 7/02; A23L 2/39). Недостатками данного способа является многостадийная и продолжительная обработка сырья высокотемпературным теплоносителем, при которой не представляется возможным максимально сохранить органолептические характеристики и биологически активные вещества исходного сырья.There is a known method for the production of dried supplies from fruit and berry raw materials, including its preparation, treatment with infrared rays and convective drying. According to the invention, the treatment of prepared raw materials with infrared rays is carried out simultaneously with convective drying, and the treatment with infrared rays is carried out in stages, namely, at the first stage the raw materials are heated to a temperature below 100°C for no more than 4 hours, at the second stage the raw materials are kept at a temperature 15-30°C lower than the temperature of the first stage for no more than 7 hours, and at the third stage the raw materials are kept at a temperature 10-30°C lower than the temperature at the previous stage is no more than 7 hours (RU 2168900 09/15/1999 A23B 7/02; A23L 2/39). The disadvantages of this method are the multi-stage and long-term processing of raw materials with a high-temperature coolant, during which it is not possible to preserve as much as possible the organoleptic characteristics and biologically active substances of the starting raw materials.

Известна радиационная сушилка для растительных пищевых продуктов, в которой подготовленный исходный продукт (отсортированный, промытый, очищенный и нарезанный) равномерно размещают на лотках. Лотки с исходным продуктом устанавливают в камеру в направляющие и на козырьки. Обрабатываемый продукт нагревают прямым, отраженным ИК-излучением и конвективным восходящим потоком воздуха. Прямое излучение формируется ИК-излучателями, а отраженное в основном воздуховодами-отражателями и частично коробами. Режим нагрева определяется видом обрабатываемого продукта. Поток воздуха образуется следующим образом. Через щели и вырез наружный воздух попадает в нижнюю часть камеры. Нагрев воздуха осуществляется в основном излучателями, а частично воздуховодами-отражателями и коробами. Нагретый воздух поднимается. Воздуховоды-отражатели, козырьки и завихрители формируют воздушный поток, разделяя его на центральную часть, проходящую через проходы, щели, лотки, и периферийную, проходящую через проходы, а также равномерно распределяющие его по поперечному сечению камеры (RU 2034489 28.10.1993 А23В 7/02; F26B 3/30). Недостатками работы данной сушилки являются высокие удельные энергозатраты за счет полного перевода влаги продукта в парообразное состояние; неравномерный обдув сырья, размещенного по лотках; отсутствие гарантии частичного, локального подгорания продукта.A radiation dryer for plant food products is known, in which the prepared starting product (sorted, washed, peeled and chopped) is evenly placed on trays. Trays with the original product are installed in the chamber in guides and on visors. The product being processed is heated by direct, reflected IR radiation and convective ascending air flow. Direct radiation is formed by IR emitters, and reflected radiation is mainly by air ducts-reflectors and partly by ducts. The heating mode is determined by the type of product being processed. The air flow is generated as follows. Through the slots and cutout, outside air enters the lower part of the chamber. The air is heated mainly by radiators, and partly by air ducts-reflectors and ducts. Heated air rises. Air ducts-reflectors, visors and swirlers form the air flow, dividing it into a central part passing through passages, slots, trays, and a peripheral part passing through passages, as well as evenly distributing it across the cross section of the chamber (RU 2034489 10.28.1993 A23B 7/ 02;F26B 3/30). The disadvantages of this dryer are high specific energy consumption due to the complete transfer of product moisture into a vapor state; uneven airflow of raw materials placed on trays; no guarantee of partial, local burning of the product.

Известна установка для сушки растительных материалов, в которой сушка растительных материалов включает в себя две стадии. На первой стадии производят удаление свободной влаги, когда влага из капилляров и межкапиллярного пространства удаляется за счет быстрого создания давления насыщенных паров воды в объеме сушильной камеры и находящихся в ней растительных материалов при данной температуре и влага выталкивается из капилляров за счет расширения растворенного и защемленного в растительных материалах газа и частично происходящего в материале процесса парообразования. На второй стадии производится удаление связанной влаги только за счет интенсивного парообразования и последующего удаления ее из объема пор растительного материала (RU 2232955 31.10.2002 F26B 5/04). Недостатками данного способа является сложное аппаратурное оформление и высокая энергоемкость процесса.A known installation for drying plant materials, in which the drying of plant materials includes two stages. At the first stage, free moisture is removed, when moisture from the capillaries and intercapillary space is removed due to the rapid creation of pressure of saturated water vapor in the volume of the drying chamber and the plant materials contained in it at a given temperature and the moisture is pushed out of the capillaries due to the expansion of dissolved and trapped in plant materials. gas materials and the vaporization process partially occurring in the material. At the second stage, bound moisture is removed only due to intensive vaporization and its subsequent removal from the pore volume of the plant material (RU 2232955 10/31/2002 F26B 5/04). The disadvantages of this method are the complex hardware design and the high energy intensity of the process.

Известен способ сушки термолабильного растительного сырья, в котором слой сырья продувают в несколько стадий теплоносителем с понижением его температуры на второй стадии, отлежкой и дроблением сырья. На первой стадии сушку термолабильного растительного сырья (материала) ведут теплоносителем с температурой 80-98°С, скоростью продувки 0,5-1,5 м/с в течение 1-3 ч, что позволяет, сохраняя витамины и биологически активные вещества, вести процесс в первом периоде сушки, где температура материала равна температуре мокрого термометра. На второй стадии, когда начинается повышение температуры материала выше температуры мокрого термометра, снижают температуру теплоносителя до 70-80°С, оставляя ту же скорость продувки. (RTJ 2005382 03.04.1991 А23В 7/02; F26B 3/06). Недостатками указанного способа являются высокая температура теплоносителя и неравномерность обдува теплоносителем сырья.There is a known method for drying thermolabile plant raw materials, in which a layer of raw materials is blown in several stages with a coolant, lowering its temperature in the second stage, resting and crushing the raw materials. At the first stage, the drying of thermolabile plant raw materials (material) is carried out with a coolant with a temperature of 80-98 ° C, a blowing speed of 0.5-1.5 m/s for 1-3 hours, which allows, while preserving vitamins and biologically active substances, process in the first drying period, where the material temperature is equal to the wet bulb temperature. At the second stage, when the temperature of the material begins to increase above the wet-bulb temperature, the temperature of the coolant is reduced to 70-80°C, leaving the same blowing speed. (RTJ 2005382 04/03/1991 A23B 7/02; F26B 3/06). The disadvantages of this method are the high temperature of the coolant and uneven flow of the coolant over the raw materials.

Применение очень высокой температуры воздуха при сушке недопустимо, так как это может ухудшить вкус, запах, цвет и химический состав продукта (Технология переработки продукции растениеводства/ Под ред. Н.М. Личко - М.: Колос, 2000, с. 365). Поэтому очень важно при высокой интенсивности сушки получить качественный продукт с максимальным сохранением в нем ценных веществ исходного сырья.The use of very high air temperatures during drying is unacceptable, as this can worsen the taste, smell, color and chemical composition of the product (Technology for processing crop products / Edited by N.M. Lichko - M.: Kolos, 2000, p. 365). Therefore, it is very important to obtain a high-quality product with a high intensity of drying with maximum preservation of the valuable substances of the original raw materials.

Технической задачей заявленного изобретения является устранение недостатков аналогов, повышение эффективности процесса сушки, исключение неравномерности обтекания поверхности сырья, снижение времени проведения технологических операций, повышение качества высушиваемого материала, сохранение органолептических характеристик и биологически активных веществ исходного сырья.The technical objective of the claimed invention is to eliminate the disadvantages of analogues, increase the efficiency of the drying process, eliminate uneven flow around the surface of the raw material, reduce the time of technological operations, improve the quality of the dried material, preserve the organoleptic characteristics and biologically active substances of the starting raw material.

Технический результат достигается тем, что способ сушки осуществляется в два этапа при температурах теплоносителя 30-40°С, с периодической ротацией тележек.The technical result is achieved by the fact that the drying method is carried out in two stages at coolant temperatures of 30-40°C, with periodic rotation of the carts.

Периодическая ротация позволяет повысить эффективность обтекания сырья теплоносителем, исключить неравномерность взаимодействия сырья с теплоносителем. Низкая температура теплоносителя позволяет максимально сохранить витамины и биологически активные вещества.Periodic rotation makes it possible to increase the efficiency of coolant flow around raw materials and eliminate uneven interaction of raw materials with the coolant. The low temperature of the coolant allows for maximum preservation of vitamins and biologically active substances.

Принимая во внимание, что «Интенсивность процесса высушивания меняется по мере удаления влаги, что наглядно демонстрирует кривая сушки. Первый период сушки характеризуется постоянной скоростью испарения (прямолинейный участок кривой сушки). Снижение влагосодержания от начального значения Wн до критического Wк - период постоянной скорости сушки. Второй период сушки характеризуется уменьшением скорости испарения - криволинейный участок кривой от Wк до Wp (влагосодержание, соответствующее равновесному состоянию), его называют периодом убывающей скорости сушки» (Технология переработки продукции растениеводства/ Под ред. Н.М. Личко - М.: Колос, 2000, с. 363). Предложен двухэтапный способ сушки. Двухэтапная организация процесса сушки подразумевает, что сырье на первом этапе проходит предварительную сушку в секции №1, а затем на втором этапе недосушенный полуфабрикат перемещается из секции №1 в секцию №2 и там досушивается до состояния готового продукта. При двухэтапном процессе, за счет того, что секция №2 в процессе досушивания имеет более высокую и более стабильную производительность по удаленной влаге по сравнению с секцией №1, сокращается время этапа досушивания, а, следовательно, сокращается и общее время процесса сушки, повышается суммарная средняя производительность и снижается себестоимость готового продукта.Whereas, “The intensity of the drying process changes as moisture is removed, which is clearly demonstrated by the drying curve. The first drying period is characterized by a constant evaporation rate (straight-line section of the drying curve). The decrease in moisture content from the initial value Wн to the critical value Wк is a period of constant drying rate. The second drying period is characterized by a decrease in the evaporation rate - a curvilinear section of the curve from Wk to Wp (moisture content corresponding to the equilibrium state), it is called a period of decreasing drying rate" (Technology for processing crop products / Edited by N.M. Lichko - M.: Kolos, 2000, p. 363). A two-stage drying method is proposed. The two-stage organization of the drying process implies that the raw materials at the first stage undergo preliminary drying in section No. 1, and then at the second stage the undried semi-finished product is moved from section No. 1 to section No. 2 and there it is dried to the state of the finished product. In a two-stage process, due to the fact that section No. 2 during the drying process has a higher and more stable performance in terms of removed moisture compared to section No. 1, the time of the final drying stage is reduced, and, consequently, the total time of the drying process is reduced, the total average productivity and the cost of the finished product is reduced.

На Фиг. 1 представлена технологическая схема получения готового продукта по предлагаемому способу.In FIG. 1 shows a technological diagram for obtaining the finished product using the proposed method.

Способ осуществляется следующим способом.The method is carried out in the following way.

Сырье, поступающее на производство, взвешивают, сортируют, очищают, моют, проводят нарезку, проводят бланшировку (в случае необходимости), размещают на перфорированные лотки. Сырье размещается в один слой, это позволяет при установке лотка на полку тележки-стеллажа обеспечить расстояние не менее 15 мм от сырья, насыпанного на лотке, до нижней плоскости вышестоящего лотка, что позволяет обеспечить продуваемость тележек-стеллажей и способствует более равномерному процессу сушки. Лотки размещаются на полки тележек-стеллажей. Тележки-стеллажи выполнены с поворотными колесами, которые позволяют легко их перемещать. Перед началом процесса сушки тележки-стеллажи с размещенными на них лотками с сырьем закатываются в секцию №1 и размещаются в зоне обдува циркуляционных вентиляторов. Во время взаимодействия с сырьем воздух забирает испаряющуюся с поверхности сырья влагу и увлажняется. В процессе сушки периодически производится ротация тележек-стеллажей. В результате проведения ротации тележки -стеллажи, для которых поток теплоносителя недостаточен, меняют местами с находящимися в непосредственной близости к вентиляторам. Например, передние тележки-стеллажи меняют местами с установленными в глубине секции, а в некоторых случаях средние - меняют местами с крайними. В процессе ротации также производится вращение тележек-стеллажей (вокруг своей оси на 90-180°) - в результате этой операции направление прохождения воздушного потока относительно сырья меняется, что позволяет дополнительно улучшить равномерность сушки сырья. Влажность сырья после предварительной сушки в секции №1 составляет - 20 - 40%.Raw materials entering production are weighed, sorted, cleaned, washed, cut, blanched (if necessary), and placed on perforated trays. The raw materials are placed in one layer, this allows, when installing the tray on the shelf of the trolley-rack, to ensure a distance of at least 15 mm from the raw materials poured on the tray to the lower plane of the tray above, which allows for ventilation of the trolley-racks and contributes to a more uniform drying process. Trays are placed on the shelves of trolley racks. The trolley racks are made with swivel wheels, which make them easy to move. Before the drying process begins, trolley racks with trays with raw materials placed on them are rolled into section No. 1 and placed in the blowing area of circulation fans. During interaction with the raw material, the air picks up moisture evaporating from the surface of the raw material and is moistened. During the drying process, the trolley racks are periodically rotated. As a result of rotation, shelving carts for which the coolant flow is insufficient are swapped with those located in close proximity to the fans. For example, the front rack trolleys are swapped with the sections installed in the depths, and in some cases the middle ones are swapped with the outer ones. During the rotation process, the trolley racks also rotate (around their axis by 90-180°) - as a result of this operation, the direction of the air flow relative to the raw material changes, which makes it possible to further improve the uniformity of drying of the raw material. The humidity of the raw materials after preliminary drying in section No. 1 is 20 - 40%.

Предварительно подсушенное в секции №1 сырье, после определенного технологом оптимального периода времени, перемещается в секцию №2. Осушенный и подогретый теплоноситель взаимодействует с сырьем, размещенным в секции №2, забирает испаряющуюся с поверхности сырья влагу и увлажняется. Также в процессе сушки сырья в секции №2 периодически производится ротация тележек-стеллажей. По завершению второго этапа сушки получают готовый продукт с влажностью 8-12%. После окончания процесса сушки, высушенное сырье из секции №2 перемещается на участок перетарки, измельчения и упаковки.The raw materials, pre-dried in section No. 1, after an optimal period of time determined by the technologist, are moved to section No. 2. The dried and heated coolant interacts with the raw materials placed in section No. 2, picks up moisture evaporating from the surface of the raw materials and is moistened. Also, during the process of drying raw materials in section No. 2, the trolley racks are periodically rotated. Upon completion of the second drying stage, a finished product with a moisture content of 8-12% is obtained. After the drying process is completed, the dried raw materials from section No. 2 are moved to the repacking, grinding and packaging area.

Примеры осуществления способа.Examples of method implementation.

Пример 1. Морковь взвешивают, сортируют и моют. Подготовленные корнеплоды нарезают, бланшируют, подвергают сушке в секции №1 при температуре теплоносителя 40°С до влажности 20% при разомкнутом обороте сушильного агента, при этом скорость сушильного агента - 1,7 м/с, а затем в секции №2 при температуре теплоносителя 32°С и скорости теплоносителя - 0,9 м/с до влажности 8-10% при замкнутом обороте сушильного агента. Степень готовности продукта определяют по относительной влажности воздуха в секции №2. Высушенные кусочки овощей охлаждают при комнатной температуре и измельчают до порошкообразного состояния, проводя при этом смешение и усреднение продукта по влажности. Степень измельчения определяют органолептически. Окончание процесса измельчения является моментом окончания технологического процесса и считается временем выработки продукта. Готовый продукт можно упаковать.Example 1. Carrots are weighed, sorted and washed. The prepared root vegetables are cut, blanched, dried in section No. 1 at a coolant temperature of 40 ° C to a humidity of 20% with open circulation of the drying agent, while the speed of the drying agent is 1.7 m/s, and then in section No. 2 at the coolant temperature 32°C and coolant speed - 0.9 m/s to a humidity of 8-10% with closed circulation of the drying agent. The degree of product readiness is determined by the relative air humidity in section No. 2. Dried pieces of vegetables are cooled at room temperature and crushed to a powder state, while mixing and averaging the product by moisture content. The degree of grinding is determined organoleptically. The end of the grinding process is the moment of the end of the technological process and is considered the time of product production. The finished product can be packaged.

В таблице 1.1 представлены результаты органолептической оценки порошка.Table 1.1 presents the results of the organoleptic evaluation of the powder.

Пример 2. Лук взвешивают, сортируют, очищают и моют. Подготовленные плоды лука нарезают, подвергают сушке в секции №1 при температуре теплоносителя 35°С до влажности 30% при разомкнутом обороте сушильного агента, при этом скорость сушильного агента - 1,3 м/с, а затем в секции №2 при температуре теплоносителя 30°С и скорости 0,7 м/с до влажности 8-10% при замкнутом обороте сушильного агента. Степень готовности продукта определяют по относительной влажности воздуха в секции №2. Высушенные кусочки лука при комнатной температуре и измельчают до порошкообразного состояния, проводя при этом смешение и усреднение продукта по влажности. Степень измельчения определяют органолептически. Окончание процесса измельчения является моментом окончания технологического процесса и считается временем выработки продукта. Готовый продукт можно упаковать.Example 2. Onions are weighed, sorted, peeled and washed. The prepared onions are cut, dried in section No. 1 at a coolant temperature of 35 ° C to a humidity of 30% with open circulation of the drying agent, while the speed of the drying agent is 1.3 m/s, and then in section No. 2 at a coolant temperature of 30 °C and a speed of 0.7 m/s to a humidity of 8-10% with closed circulation of the drying agent. The degree of product readiness is determined by the relative air humidity in section No. 2. Dried onion pieces are at room temperature and crushed to a powder state, while mixing and averaging the product by moisture content. The degree of grinding is determined organoleptically. The end of the grinding process is the moment of the end of the technological process and is considered the time of product production. The finished product can be packaged.

Предложенный двухэтапный способ сушки при высокой интенсивности сушки и сравнительно низких температурах теплоносителя 30-40°С позволяет плавно снизить степень влажности исходного сырья до 8-12%, максимально сохранить органолептические характеристики и биологически активные вещества перерабатываемого сырья. Ротация тележек-стеллажей позволяет избежать неравномерности сушки сырья, не допустить порчи, выровнять процесс и в результате позволяет получить продукт, с высоким содержанием витаминов, минеральных веществ и высокими органолептическими показателями. При двухэтапном процессе сушки, за счет того, что секция №2 в процессе досушивания имеет более высокую и более стабильную производительность по удаленной влаге по сравнению с секцией №1, сокращается время этапа досушивания, следовательно, сокращается и общее время процесса сушки, повышается суммарная средняя производительность и снижается себестоимость готового продукта.The proposed two-stage drying method at high drying intensity and relatively low coolant temperatures of 30-40 ° C allows you to smoothly reduce the moisture content of the feedstock to 8-12%, maximally preserving the organoleptic characteristics and biologically active substances of the processed raw materials. Rotation of trolley racks allows you to avoid uneven drying of raw materials, prevent spoilage, even out the process and, as a result, allows you to obtain a product with a high content of vitamins, minerals and high organoleptic characteristics. In a two-stage drying process, due to the fact that section No. 2 during the drying process has a higher and more stable performance in terms of removed moisture compared to section No. 1, the time of the final drying stage is reduced, therefore, the total time of the drying process is reduced, and the total average productivity and the cost of the finished product is reduced.

Claims (1)

Способ сушки растительного сырья, включающий продувку слоя растительного сырья сушильным агентом в две стадии, отлежку и дробление, отличающийся тем, что температура сушильного агента составляет 30–40°С, при этом растительное сырье размещают в один слой на полках тележек-стеллажей, а в процессе сушки осуществляют периодическую ротацию тележек-стеллажей относительно их месторасположения и собственной оси.A method of drying plant raw materials, including blowing a layer of plant raw materials with a drying agent in two stages, resting and crushing, characterized in that the temperature of the drying agent is 30–40 ° C, while the plant raw materials are placed in one layer on the shelves of trolley racks, and in During the drying process, the trolley racks are periodically rotated relative to their location and their own axis.

Images