Патент на изобретение №2348158

(54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СУШЕНЫХ КОРЕНЬЕВ ПАСТЕРНАКА

(57) Реферат:

Способ включает мойку, инспектирование, очистку щелочным способом, удаление кожицы и отмывку щелочи, доочистку, резку, сушку и инспектирование. При этом сушку проводят в четыре временных этапа. На первом этапе порезанные коренья пастернака обрабатывают в плотном слое потоком теплоносителя воздуха с температурой 323К и скоростью 2,4 м/с в течение 10 мин; на втором этапе – потоком с температурой 333К и скоростью 1,3 м/с в течение 15 мин; на третьем этапе – потоком с температурой 343К и скоростью 0,6 м/с в течение 35 мин; на четвертом этапе – потоком с температурой 348К и скоростью 0,3 м/с в течение 15 мин. На протяжении всего процесса сушки коренья пастернака подвергают перемешиванию в псевдоожиженном слое в течение 4 с, причем на первом этапе – через каждые 2 мин; на втором – через 3 мин; на третьем и четвертом – через 5 мин. Предложенный способ позволяет повысить качества готового продукта. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к овощесушильной и пищеконцентратной промышленности, а именно к производству сушеных кореньев пастернака, и может быть использовано для производства пряностей и приправ.

Известен способ производства сушеных кореньев пастернака, предусматривающий мойку в кулачковых или барабанных машинах (соотношение воды и продукта 3:1), инспектирование (вручную отбирают корни загнившие, с черными пятнами и другими дефектами, одновременно очищают корни от побочных корешков), очистку щелочным способом (раствором каустической соды с концентрацией 3…6% при температуре 80…85°С в течение 5 мин), удаление кожицы и отмывку щелочи в моечно-очистительной машине, ручную доочистку, резку либо на столбики (стружку) сечением 3×5 мм, длиной не менее 5 мм, либо на кубики с размером граней 5…9 мм, либо на пластинки толщиной не более 4 мм, длиной и шириной 9…12 мм), сушку и инспектирование. Сушка кореньев пастернака производится на пятиленточных конвейерных сушилках. Продукт поступает на сушилку, раскладывается с помощью укладчика, и движется по конвейерной ленте, пересыпаясь с одной ленты на другую. Начальная температура сушки 48…50°С, температура на средних участках сушилки 52…55°С, на конечном этапе температура 45…40°С. Продолжительность сушки 3,50…4,13 ч. Влажность конечного продукта не более 14% (по согласованию с потребителем – с массовой долей влаги не более 8%) [Справочник технолога пищеконцентратного и овощесушильного производства / В.Н.Гуляев, Н.В.Дремина, 3.А.Кац и др. / Под ред. В.Н.Гуляева. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.-488. с., с.330-332].

Недостатками известного способа является значительные энергозатраты и невысокое качество готового продукта и длительность процесса сушки.

Технической задачей изобретения является улучшение качества готового продукта и повышение тепловой эффективности процесса сушки за счет использования ступенчатых режимов сушки кореньев пастернака в плотном слое с использованием псевдоожижения для перемешивания, снижение энергозатрат на получение готового продукта, интенсификация процесса сушки.

Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемом способе производства сушеных кореньев пастернака, включающем мойку, инспектирование, очистку щелочным способом, удаление кожицы и отмывку щелочи, доочистку, резку, сушку и инспектирование, новым является то, что сушку проводят в четыре временных этапа: на первом этапе порезанные коренья пастернака обрабатывают в плотном слое потоком теплоносителя (воздуха) с температурой 323К и скоростью 2,4 м/с в течение 10 мин; на втором этапе – потоком теплоносителя (воздуха) с температурой 333К и скоростью 1,3 м/с в течение 15 мин; на третьем этапе – потоком теплоносителя (воздуха) с температурой 343К и скоростью 0,6 м/с в течение 35 мин; на четвертом этапе – потоком теплоносителя (воздуха) с температурой 348К и скоростью 0,3 м/с в течение 15 мин; на протяжении всего процесса сушки коренья пастернака подвергают перемешиванию в псевдоожиженном слое в течение 4 с, причем на первом этапе – через каждые 2 мин; на втором – через 3 мин; на третьем и четвертом – через 5 мин.

Технический результат заключается в повышении тепловой эффективности и интенсификации процесса сушки, улучшении качества готового продукта за счет использования ступенчатых режимов сушки кореньев пастернака в плотном слое с использованием псевдоожижения для перемешивания, в снижении энергозатрат на получение готового продукта.

На чертеже представлены кинетические зависимости процесса сушки кубиков кореньев пастернака при рациональных режимных параметрах: а – диаграмма изменения скорости v_n и температуры Т теплоносителя во времени, b – кривая сушки W=f() и кривая скорости сушки dW/d=f(W) кореньев пастернака, где W – влажность кореньев пастернака, %, – время, с; в – термограмма процесса сушки кореньев пастернака T_n=f(), где Т_n – температура кореньев пастернака.

В качестве объекта исследования использовали свежие коренья пастернака. Свежий корневой пастернак, поступающий в переработку, по своему качеству должен соответствовать техническим условиям ОКП 97 3228 РСТ РСФСР 364-77 и отвечать следующим требованиям:

по внешнему виду: корнеплоды свежие, целые, здоровые, незагрязненные, незастволившиеся, однородные по форме, неуродливые, с черешками листьев не более 20 мм;

по размерам корнеплодов по наибольшему поперечному диаметру, мм, не менее: для сортов с удлиненной формой – 20; для сортов с округлой формой – 30;

по содержанию корнеплодов, в % от массы, не более, с незначительными повреждениями вредителями – 5; уродливых и разветвленных – 5; с неправильно обрезанными черешками листьев – 5; слегка увядших – 5; менее установленных размеров на 5 мм – 10;

по наличию земли, прилипшей к корнеплодам, % к массе, не более – 1.

В партии свежего корневого пастернака, поступающего после зимнего хранения, допускаются увядшие корнеплоды в количестве не более 15% к массе.

Свежий корневой пастернак содержит 83% воды, 1,4% белков, 11,0% углеводов (в том числе 6,5% моно- и дисахаридов и 4,0% крахмала), 2,4% клетчатки, 0,1% органических кислот (в пересчете на яблочную) и 1,5% золы. Главной составной частью сахаров в корнеплодах пастернака (от 2,3 до 10,6%) являются сахароза, глюкоза, фруктоза; кроме того, имеются галактоза, манноза, арабиноза, ксилоза, рамноза.

Содержание сухих веществ в корнеплодах пастернака составляет 16,8…33%. Корнеплоды пастернака содержат богатый набор микроэлементов: натрия – 8; калия – 342; кальция – 57; магния – 22; фосфора – 73; железа – 0,7 мг в 100 г съедобной части продукта. Пастернак – богатый источник витаминов. В корнеплодах его содержатся: 5…28 мг аскорбиновой кислоты на 100 г, 1,2…1,9 мг B₁ на 1000 г, 0,1…0,9 мг B₂ на 1000 г, 0,03 мг каротина. В соке корнеплодов обнаружена дегидроаскорбиновая кислота. Энергетическая ценность корнеплодов пастернака – 47 ккал/100 г [Справочник технолога пищеконцентратного и овощесушильного производства / В.Н.Гуляев, Н.В.Дремина, З.А.Кац и др. / Под ред. В.Н.Гуляева. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. – 488. с., с.307-308].

Количество сырого белка (N×6,25) в корнеплодах 1,1…2,6%. В составе минеральных веществ в золе у пастернака преобладает калий, имеются также кальций, фосфор, железо, медь и т.д.

Из окислительных ферментов у пастернака найдены пероксидаза, фенолаза и аскорбатоксидаза. Во всех частях растений содержать эфирные масла, но больше всего их в семенах (от 1,5 до 2,5%). По данным многих авторов корнеплоды пастернака содержат от 70 до 350 мг эфирных масел на 100 г сырого вещества. Количество сложных эфиров в масле (эфирное число) пастернака колеблется в пределах 218…270.

Пастернак имеет толстый, мясистый корень. В зависимости от сорта корни бывают длинными или короткими. Наибольшее распространение имеют сорта пастернака с коротким корнем.

Как видно из вышеизложенного, коренья пастернака содержат витамины, органические кислоты, макро- и микроэлементы, белки, и другие жизненно необходимые организму вещества. В связи с этим он полезен при воспалительных заболеваниях слизистой оболочки желудка, тонкого и толстого кишечника, болезнях печени, желчного пузыря, почек, различных аллергических состояниях. Они улучшают обмен веществ, способствуют выведению из организма холестерина и очищению организма от радиоактивных и других вредных веществ, усиливают деятельность сердца, успокаивают нервную систему, повышают защитные силы организма.

Способ производства сушеных корней пастернака осуществляется следующим образом.

Коренья пастернака, предварительно мытые (в проточной воде при соотношении воды и продукта 3:1) и инспектированные (вручную отбирают корни загнившие, с черными пятнами и другими дефектами, одновременно очищают корни от побочных корешков), подвергают очистке щелочным способом (раствором каустической соды с концентрацией 3…6% при температуре 80…85°С в течение 5 мин), удаляют кожицу и отмывают от щелочи в моечно-очистительной машине. Затем коренья пастернака ручную дочищают и режут либо на столбики (стружку) сечением 3×5 мм, длиной не менее 5 мм, либо на кубики с размером граней 5…9 мм, либо на пластинки толщиной не более 4 мм, длиной и шириной 9…12 мм). Обработанные таким образом коренья пастернака помещают в рабочую камеру сушилки и подвергают сушке в четыре временных этапа (чертеж, а). На первом этапе порезанные коренья пастернака обрабатывают в плотном слое потоком теплоносителя (воздуха) с температурой 323К и скоростью 2,4 м/с в течение 10 мин.

На втором этапе коренья пастернака обрабатывают в плотном слое потоком теплоносителя (воздуха) с температурой 333К и скоростью 1,3 м/с в течение 15 мин.

На третьем этапе коренья пастернака обрабатывают в плотном слое потоком теплоносителя (воздуха) с температурой 343К и скоростью 0,6 м/с в течение 35 мин.

На четвертом этапе коренья пастернака обрабатывают в плотном слое потоком теплоносителя (воздуха) с температурой 348К и скоростью 0,3 м/с в течение 15 мин.

Предлагается следующий подход к обоснованию выбора ступенчатых режимов сушки кореньев пастернака. Его сущность заключается в разбиении процесса сушки на несколько временных (различных по продолжительности) этапов, на каждом из которых в зависимости от закона изменения текущей влажности пастернака подбирается свой рациональный технологический режим сушки.

Выбор закона изменения температуры и скорости теплоносителя и времени их воздействия на продукт составляет основную задачу управления процессом сушки. Для ее решения необходима информация о предпочтительности различных сочетаний управляющих воздействий на каждой стадии процесса. Рассмотрим случай, когда управляющие переменные температура Т и скорость v теплоносителя на входе в слой сыпучего продукта являются кусочно-постоянными функциями времени. Это позволяет рассматривать конвективную сушку продукта как процесс, имеющий известные интервалы времени: [0, ₁]]; [₁, ₂]; ([_n-1, _n], на которых температура и скорость теплоносителя принимают фиксированные значения. При этом выбор на каждом интервале необходимо осуществлять в соответствии с ограничениями, накладываемыми технологическими требованиями на качество готового продукта.

Такой режим ступенчатого (четырехэтапного) теплоподвода, т.е. чередование температурной и гидродинамической обработки в плотном слое и изменение продолжительности этапов обусловлено следующим. В начале процесса сушки удаляется механически связанная влага, т.е. влага микрокапилляров, макрокапилляров и смачивания. Основным параметром, влияющим на интенсивность влагоудаления в этот период, является скорость теплоносителя. Поэтому наиболее целесообразно в начальный момент сушки использовать сушку с высокой скоростью и невысокой температурой. Этому требованию наиболее полно отвечает сушка на первом этапе.

По мере удаления указанной влаги скорость теплоносителя, как определяющий фактор интенсивности процесса, теряет свое значение. При дальнейшей сушке удаляется осмотическая, поли- и моноадсорбционная влага, на интенсивность удаления которых наиболее влияет температура теплоносителя, так как только температура теплоносителя определяет интенсивность внутреннего влагопереноса. Поэтому на втором, третьем и четвертом этапах сушку предпочтительнее вести при снижающейся скорости и повышающейся температуре теплоносителя. Таким образом, если в начале процесса скорость сушки лимитируется главным образом скоростью теплоносителя, то затем – его температурой. Это и обуславливает изменение соотношения продолжительностей этапов сушки.

Адаптированный в соответствии с основными кинетическими закономерностями процесса сушки подвод теплоносителя на четырех этапах сушки продукта позволяет выбрать рациональные режимы сушки с учетом изменения влагосодержания продукта по ходу процесса сушки.

На протяжении всего процесса сушки коренья пастернака подвергают перемешиванию в псевдоожиженном слое в течение 4 с, причем на первом этапе – через каждые 2 мин; на втором – через 3 мин; на третьем и четвертом – через 5 мин. Использование аэроперемешивания позволяет добиться более равномерной сушки кореньев пастернака.

Сушку кореньев пастернака осуществляют до конечной влажности готового продукта 14%. Такая обработка кореньев пастернака позволяет повысить энергетическую эффективность процесса, сократить время сушки пастернака и повысить его качество.

Способ производства сушеных кореньев пастернака поясняется следующим примером.

Пример реализации способа производства сушеных кореньев пастернака.

Коренья пастернака, предварительно мытые (в проточной воде при соотношении воды и продукта 3:1) и инспектированные (вручную отбирают корни загнившие, с черными пятнами и другими дефектами, одновременно очищают корни от побочных корешков), подвергают очистке щелочным способом (раствором каустической соды с концентрацией 3…6% при температуре 80…85°С в течение 5 мин), удаляют кожицу и отмывают от щелочи в моечно-очистительной машине. Затем коренья пастернака вручную дочищают и режут на кубики с размером граней 5…9 мм. Обработанные таким образом кубики кореньев пастернака помещают в рабочую камеру сушилки и подвергают сушке в четыре временных этапа (чертеж, а).

На первом этапе сушку кореньев пастернака осуществляют в плотном слое потоком теплоносителя (воздуха) с температурой 323К и скоростью 2,4 м/с в течение 10 мин. В начале процесса сушки удаляется механически связанная влага, т.е. влага микрокапилляров, макрокапилляров и смачивания.

Технологические параметры теплоносителя (температура 323К и скорость 2,4 м/с) и продолжительность первого этапа (10 мин) связаны между собой и их выбор обусловлен тем, что они в комплексе направлены на удаление, в основном, механически связанной влаги, испарение которой доминирует именно в начале процесса сушки. Основным параметром, влияющим на интенсивность влагоудаления в этот период, является скорость теплоносителя. Поэтому наиболее целесообразно в начальный момент сушки использовать сушку с высокой скоростью (2,4 м/с) и невысокой температурой (323К).

Использование скорости теплоносителя менее 2,4 м/с, например 1,8 м/с, приведет к снижению гидродинамического эффекта срыва пленки жидкости с поверхности продукта и, как следствие, к уменьшению эффективности испарения.

Использование скорости теплоносителя более 2,4 м/с, например 2,8 м/с, приведет к витанию или даже уносу частиц кореньев пастернака, что вызовет повышенные энергозатраты при работе вентилятора.

Использование теплоносителя с температурой менее 323К, например 318К, приведет к недостаточно быстрому нагреву жидкой пленки и, как следствие, к уменьшению эффективности ее испарения.

Использование теплоносителя с температурой более 323К, например 330К, приведет к повышенным энергозатратам и неполному использованию энергетического потенциала теплоносителя.

Из анализа кривых сушки и скорости сушки кореньев пастернака (чертеж, б) видно, что имеют место три периода: прогрева, постоянной и убывающей скоростей сушки. Анализ кривой сушки кореньев пастернака (чертеж, б) показывает, что продолжительность периода прогрева весьма значительна и составляет 9…10 мин. Именно этим соображением и обоснован выбор продолжительности первого этапа – 10 мин.

При меньшей продолжительности первого этапа, например 8 мин, механически связанная влага не успевала полностью испариться и кубики кореньев пастернака имели тенденцию к слипанию и комкованию. При большей продолжительности первого этапа, например 14 мин, механически связанная влага полностью испарялась, и дальнейшие теплоподвод не являлся рациональным с энергетической точки зрения.

На втором этапе сушку кореньев пастернака осуществляют в плотном слое потоком теплоносителя (воздуха) с температурой 333К и скоростью 1,3 м/с в течение 15 мин. Технологические параметры теплоносителя (температура 333К и скорость 1,3 м/с) и продолжительность второго этапа (15 мин) связаны между собой и их выбор обусловлен тем, что они в комплексе направлены на удаление, в основном, осмотически связанной влаги. Для интенсивного удаления осмотически связанной влаги целесообразно повысить температуру теплоносителя и снизить его скорость. Поэтому наиболее целесообразно в этот момент сушки использовать теплоноситель со скоростью 1,3 м/с и температурой 333К.

Использование теплоносителя со скоростью менее 1,3 м/с, например 1,0 м/с, приведет к снижению эффективности испарения осмотически связанной влаги.

Использование теплоносителя со скоростью более 1,3 м/с, например 1,8 м/с, приведет к тому, что теплоноситель незначительное время находился в контакте с частицами кореньев пастернака и не успеет отдать им свою теплоту: это вызовет повышенные энергозатраты на осуществление процесса сушки.

Использование теплоносителя с температурой менее 333К, например 326К приведет к недостаточно быстрому нагреву частиц кореньев пастернака и, как следствие, к уменьшению эффективности испарения.

Использование теплоносителя с температурой более 333К, например 340К, приведет к повышенным энергозатратам и неполному использованию энергетического потенциала теплоносителя.

Анализ кривой сушки кореньев пастернака (чертеж, б) показывает, что продолжительность удаления осмотически связанной влаги составляет 15 мин. Именно этим соображением и обоснован выбор продолжительности второго этапа – 15 мин.

При меньшей продолжительности второго этапа, например 12 мин, осмотически связанная влага не успевала полностью испариться. При большей продолжительности второго этапа, например 18 мин, осмотически связанная влага полностью испарялась, и дальнейшие теплоподвод не являлся рациональным с энергетической точки зрения.

На третьем этапе сушку кореньев пастернака осуществляют в плотном слое потоком теплоносителя (воздуха) с температурой 343К и скоростью 0,6 м/с в течение 35 мин. Технологические параметры теплоносителя (температура 343К и скорость 0,6 м/с) и продолжительность третьего этапа (35 мин) связаны между собой и их выбор обусловлен тем, что они в комплексе направлены на удаление, в основном, полиадсорбционно связанной влаги. Для интенсивного удаления полиадсорбционно связанной влаги целесообразно повысить температуру теплоносителя и снизить его скорость. Поэтому наиболее целесообразно в этот момент сушки использовать теплоноситель со скоростью 0,6 м/с и температурой 343К.

Использование теплоносителя со скоростью менее 0,6 м/с, например 0,4 м/с, приведет к снижению эффективности испарения полиадсорбционно связанной влаги.

Использование теплоносителя со скоростью более 0,6 м/с, например 0,8 м/с, приведет к тому, что теплоноситель незначительное время находился в контакте с частицами кореньев пастернака и не успеет отдать им свою теплоту: это вызовет повышенные энергозатраты на осуществление процесса сушки.

Использование теплоносителя с температурой менее 343К, например 338К, приведет к недостаточно быстрому нагреву частиц кореньев пастернака и, как следствие, к уменьшению эффективности испарения.

Использование теплоносителя с температурой более 343К, например 350К, приведет к повышенным энергозатратам и неполному использованию энергетического потенциала теплоносителя.

Анализ кривой сушки кореньев пастернака (чертеж, б) показывает, что продолжительность удаления полиадсорбционно связанной влаги составляет 35 мин. Именно этим соображением и обоснован выбор продолжительности третьего этапа – 35 мин.

При меньшей продолжительности третьего этапа, например 30 мин, полиадсорбционно связанная влага не успевала полностью испариться. При большей продолжительности третьего этапа, например 40 мин, полиадсорбционно связанная влага полностью испарялась, и дальнейшие теплоподвод не являлся рациональным с энергетической точки зрения.

На четвертом этапе сушку кореньев пастернака осуществляют в плотном слое потоком теплоносителя (воздуха) с температурой 348К и скоростью 0,3 м/с в течение 15 мин. Технологические параметры теплоносителя (температура 348К и скорость 0,3 м/с) и продолжительность третьего этапа (15 мин) связаны между собой и их выбор обусловлен тем, что они в комплексе направлены на удаление, в основном, моноадсорбционно связанной влаги. Для интенсивного удаления моноадсорбционно связанной влаги целесообразно повысить температуру теплоносителя и снизить его скорость. Поэтому наиболее целесообразно в этот момент сушки использовать теплоноситель со скоростью 0,3 м/с и температурой 348К.

Использование теплоносителя со скоростью менее 0,3 м/с, например 0,1 м/с, приведет к снижению эффективности испарения моноадсорбционно связанной влаги.

Использование теплоносителя со скоростью более 0,3 м/с, например 0,5 м/с, приведет к тому, что теплоноситель незначительное время находился в контакте с частицами кореньев пастернака и не успеет отдать им свою теплоту: это вызовет повышенные энергозатраты на осуществление процесса сушки.

Использование теплоносителя с температурой менее 348К, например 341К, приведет к недостаточно быстрому нагреву частиц кореньев пастернака и, как следствие, к уменьшению эффективности испарения.

Использование теплоносителя с температурой более 348К, например 353К, приведет к повышенным энергозатратам и неполному использованию энергетического потенциала теплоносителя.

Анализ кривой сушки кореньев пастернака (чертеж, б) показывает, что продолжительность удаления моноадсорбционно связанной влаги составляет 15 мин. Именно этим соображением и обоснован выбор продолжительности четвертого этапа – 15 мин.

При меньшей продолжительности четвертого этапа, например 10 мин, моноадсорбционно связанная влага не успевала полностью испариться. При большей продолжительности четвертого этапа, например 20 мин, моноадсорбционно связанная влага полностью испарялась, и дальнейшие теплоподвод не являлся рациональным с энергетической точки зрения.

Выбор гидродинамического (скоростного) режима сушки кубиков кореньев пастернака воздухом (на первом этапе сушки скорость теплоносителя при сушке в плотном слое составляет 2,4 м/с в течение 10 мин, на втором этапе – 1,3 м/с в течение 15 мин; на третьем этапе – 0,6 м/с в течение 35 мин; на четвертом этапе – 0,3 м/с в течение 15 мин) был подобран экспериментально и зависел от характера изменения влажности кубиков кореньев пастернака при сушке. По мере высушивание влажность кубиков кореньев пастернака уменьшалась, их масса также становилась меньше. При сушке кореньев пастернака наблюдалась усадка, т.е. уменьшение размеров кубиков. Поэтому для равномерной обработки кубиков кореньев пастернака требовался регулируемый теплоподвод, который обеспечивался данным законом изменения скорости теплоносителя (фиг.1, а, см. вид А, Б, В и Г). Несоблюдение данного временного и скоростного режимов приводило либо к пересушиванию и подгоранию кореньев пастернака, либо, наоборот, к недосушиванию и получению продукта с повышенной влажностью, что являлось нарушением действующих ТУ.

Температурный режим сушки кубиков кореньев пастернака был подобран экспериментально и зависел от характера изменения влажности продукта при сушке. По мере высушивания влажность кубиков кореньев пастернака уменьшалась, их температура повышалась. Для того чтобы температура кореньев пастернака не превышала предельно допустимую температуру (выше которой наблюдалось терморазложение ценных питательных веществ: меланоидинообразование, термолиз и др.), требовалось постепенное и регулируемое изменение температуры теплоносителя для достижения равномерной обработки кубиков кореньев пастернака. Несоблюдение данного временного и температурного режимов приводило либо пересушиванию и терморазложению кореньев пастернака, либо, наоборот, к недосушиванию и получению продукта с повышенной влажностью, что являлось нарушением действующих технических условий.

На протяжении всего процесса сушки коренья пастернака подвергают перемешиванию в псевдоожиженном слое в течение 4 с, причем на первом этапе – через каждые 2 мин; на втором – через 3 мин; на третьем и четвертом – через 5 мин. При этом поток теплоносителя турбулизирует слой продукта, перемешивает его и выравнивает среднюю влажность частиц кореньев пастернака по объему слоя. В результате соударений частиц кореньев пастернака при перемешивании также нарушаются газовые прослойки и ликвидируются застойные зоны.

Использование псевдокипящего слоя для перемешивания частиц кореньев пастернака позволяет добиться более равномерной их сушки. Использование продолжительности перемешивания менее 4 с, например 2 с, не позволит равномерно перемешать слой частиц кореньев пастернака. Использование продолжительности перемешивания более 4 с, например 6 с, приведет к лишним, ненужным энергозатратам для перемешивания слоя частиц кореньев пастернака.

Использование разного временного интервала между перемешиваниями (2 мин – на первом этапе сушки, затем 3 мин – на втором этапе сушки и 5 мин – на третьем и четвертом этапах сушки) обусловлено разной скоростью изменения адгезионных свойств кореньев пастернака. Если в начале сушки кубики кореньев пастернака из-за высокой влажности хорошо слипаются между собой и их надо чаще перемешивать, чтобы предотвратить конгломерацию, то затем по мере испарения поверхностной влаги липкость их поверхностей снижается, поэтому необходимость в излишне частом перемешивании отпадает. Другим аргументом в поддержку предлагаемых временных интервалов перемешивания является разные скорости нагрева (см. фиг.1, в) кубиков кореньев пастернака: кубиков, находящихся на поверхности газораспределительной решетки, т.е. непосредственно контактирующих со свежим теплоносителем, и кубиков кореньев пастернака, находящихся в верхней части слоя. Разность между температурами этих слоев по мере высушивания снижается и необходимость частого перемешивания также отпадает. Данные временные интервалы были установлены экспериментально.

Таким образом, наилучшим вариантом сушки кореньев пастернака по всем качественным и энергетическим показателям является вышеприведенный способ с обоснованием каждого приведенного параметра. Это объясняется равномерностью сушки по всему объему кубиков и интенсивным испарением влаги с их поверхности. Достигается снижение скорости внутреннего теплопереноса в сравнении со скоростью перемещения влаги и ее испарения с поверхности кубиков кореньев пастернака этого размера.

При этом нагрев кубиков кореньев пастернака происходит медленнее, чем из них испарится влага, что полностью исключает перегрев продукта и обеспечивает его высокое качество. С энергетической точки зрения предлагаемый вариант позволяет обеспечить наиболее рациональный расход электроэнергии на 1 кг получаемого продукта, что объясняется гидродинамикой процесса, изменяющейся во времени не только путем пульсирующего изменения скорости с чередованием интервалов времени сушки в плотном и псевдоожиженном слое, но и выбранным эквивалентным размером частиц. В этом случае перепад давления в слое продукта, соответствующий массовому и тепловому потоку теплоносителя для заданного режима обработки, обеспечивает минимальные энергозатраты на получение качественного продукта. Продолжительность сушки кореньев пастернака составляет 75 мин по предлагаемой технологии и 3,50…4,13 ч – по заводской. Качество сушеных кореньев должно соответствовать требованиям ГОСТ 16731-71 «Белые коренья петрушки, сельдерея, пастернака сушеные». Они были исследованы по органолептическим и физико-химическим показателям. Определение указанных показателей позволяет выявить структурные изменения в сушеных кореньев, происходящие в процессе ее сушки, и оценить качество полученного продукта. Органолептические и физико-химические показатели сушеных кореньев пастернака в таблице.

Оценку эффективности способа производства сушеных кореньев пастернака по предлагаемой и заводской технологии проводили по величине удельных энергозатрат, приходящихся на 1 кг готовой продукции.

Величина удельных энергозатрат, приходящихся на 1 кг сушеных кореньев пастернака, приготовленного по заводской технологии, составляет 5160 кДж/кг. Величина удельных энергозатрат, приходящихся на 1 кг сушеных кореньев пастернака, приготовленного по предлагаемой технологии, составляет 4530 кДж/кг.

Таким образом, приведенный анализ показывает высокую тепловую эффективность предлагаемой технологии производства сушеных кореньев пастернака по сравнению с заводской технологией.

Предлагаемый способ производства сушеных кореньев пастернака имеет следующие преимущества:

– значительное сокращение продолжительности сушки с 3,50…4,13 ч в заводской технологии до 75 мин в предлагаемой;

– получение сушеных кореньев пастернака с более высоким содержанием ценных питательных веществ (белков, углеводов и др.);

– значительное сокращение энергозатрат на проведение процесса сушки кореньев пастернака.

Формула изобретения

Способ производства сушеных кореньев пастернака, включающий мойку, инспектирование, очистку щелочным способом, удаление кожицы и отмывку щелочи, доочистку, резку, сушку и инспектирование, отличающийся тем, что сушку проводят в четыре временных этапа: на первом этапе порезанные коренья пастернака обрабатывают в плотном слое потоком теплоносителя воздуха с температурой 323 К и скоростью 2,4 м/с в течение 10 мин; на втором этапе – потоком теплоносителя воздуха с температурой 333 К и скоростью 1,3 м/с в течение 15 мин; на третьем этапе – потоком теплоносителя воздуха с температурой 343 К и скоростью 0,6 м/с в течение 35 мин; на четвертом этапе – потоком теплоносителя воздуха с температурой 348 К и скоростью 0,3 м/с в течение 15 мин; на протяжении всего процесса сушки коренья пастернака подвергают перемешиванию в псевдоожиженном слое в течение 4 с, причем на первом этапе – через каждые 2 мин; на втором – через 3 мин; на третьем и четвертом – через 5 мин.

РИСУНКИ