Патент на изобретение №2348159

(54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СУШЕНЫХ КОРЕНЬЕВ СЕЛЬДЕРЕЯ

(57) Реферат:

Способ включает мойку, инспектирование, очистку щелочным способом, удаление кожицы и отмывку щелочи, доочистку, резку, сушку и инспектирование. При этом сушку проводят в три временных этапа. На первом этапе порезанные коренья сельдерея обрабатывают в плотном слое потоком теплоносителя воздуха с температурой 328 К и скоростью 2,0 м/с в течение 15 мин; на втором этапе – потоком с температурой 338 К и скоростью 1,3 м/с в течение 45 мин; на третьем этапе – потоком с температурой 348 К и скоростью 0,4 м/с в течение 25 мин. На протяжении всего процесса сушки коренья сельдерея подвергают перемешиванию в псевдоожиженном слое в течение 3 с, причем на первом этапе – через каждые 3 мин; на втором – через 4 мин; на третьем – через 5 мин. Предложенный способ позволяет повысить качество готового продукта и повысить тепловую эффективность процесса сушки. 1 ил., 1 табл.

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

Известен способ производства сушеных кореньев сельдерея, 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 сельдерея 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 сельдерея 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 сельдерея, включающем мойку, инспектирование, очистку щелочным способом, удаление кожицы и отмывку щелочи, доочистку, резку, сушку и инспектирование, новым является то, что сушку проводят в три временных этапа: на первом этапе порезанные коренья сельдерея обрабатывают в плотном слое потоком теплоносителя воздуха с температурой 328 К и скоростью 2,0 м/с в течение 15 мин; на втором этапе – потоком теплоносителя воздуха с температурой 338 К и скоростью 1,3 м/с в течение 45 мин; на третьем этапе – потоком теплоносителя воздуха с температурой 348 К и скоростью 0,4 м/с в течение 25 мин; на протяжении всего процесса сушки коренья сельдерея подвергают перемешиванию в псевдоожиженном слое в течение 3 с, причем на первом этапе – через каждые 3 мин; на втором – через 4 мин; на третьем – 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 сельдерея в плотном слое с использованием псевдоожижения для перемешивания, в снижении энергозатрат на получение готового продукта.

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

В качестве объекта исследования использовали свежие коренья сельдерея. Обрезной корнеплод сельдерея, поступающий в переработку, по своему качеству должен соответствовать техническим условиям ОКП 97 3223 РСТ РСФСР 749-88 и отвечать следующим требованиям:

по внешнему виду: корнеплоды свежие, целые, здоровые, незагрязненные, корнеплоды незастволившиеся, неуродливые, нижние корни обрезаются на длину не более 50 мм от корнеплода; с черешками листьев не более 20 мм;

по размерам корнеплодов по наибольшему поперечному диаметру, мм, не менее 30;

по содержанию корнеплодов с незначительными повреждениями вредителями, в % от массы, не более 5;

слегка увядших, поврежденных вредителями и болезнями – 5 (повреждения грызунами не допускаются);

корнеплодов менее установленного размера: корнеплодов от 20 до 30 мм – 10%; с зарубцевавшимися трещинами – 5%; с неправильно обрезанными листьями и корнями – 10%;

по наличию земли, прилипшей к корнеплодам, % – 2.

Общее число допускаемых отклонений, без учета допуска корнеплодов по размеру и слегка увядших листьев, не должно превышать 15% к массе. В партии свежего корневого сельдерея, поступающего после зимнего хранения, допускаются увядшие корнеплоды в количестве не более 20% от массы.

Корнеплоды сельдерея содержат 90% воды, 1,3% белков, 6,7% углеводов (в том числе 5,5% моно- и дисахаридов и 0,6% крахмала), 1,0% клетчатки, 0,1% органических кислот (в пересчете на яблочную) и 1,0% золы. Корнеплоды сельдерея богатый набор микроэлементов: натрия – 77; калия – 393; кальция – 63; магния – 33; фосфора – 27; железа – 0,5 мг в 100 г съедобной части продукта. В корнеплодах сельдерея содержатся витамины: -каротин – 0,01; B₁ – 0,03; В₂ – 0,04; PP – 0,30; С – 8 мг в 100 г съедобной части продукта. Содержание сухого вещества в листьях сельдерея колеблется в пределах 9,7…17,8 и сахара – в пределах 0,6…1,4%. В корнеплодах имеется также некоторое количество крахмала и клетчатки – 0,6…1,1% (в листьях – 1,1…1,3%). Сахара представлены глюкозой, фруктозой и сахарозой; кроме того, в листьях и корнеплодах имеется ксилоза, а в корнеплодах – мальтоза и рафиноза. Обнаружена уксусная и небольшое количество масляной кислоты, а в листьях – хлорогеновая кислота. Энергетическая ценность корнеплодов сельдерея – 31 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].

Характерный запах сельдерея объясняется значительным содержанием эфирных масел, которых особенно много в семенах (2,4…3,0%). В корнеплодах сельдерея содержится незначительное количество эфирного масла (5…10 мг в пересчете на сырое вещество). Масло, получаемое из семян сельдерея, – подвижная, бесцветная жидкость, в состав которой входят пальмитиновая, олеиновая, линолевая и петрозелиновая кислоты. Как и другие пряные растения, сельдерей имеет алкалоиды и глюкозиды. Зеленые части растений сельдерея богаты хлорофиллом и другими пигментами; среди них найден криптокатин. Из числа флавоноидов следует указать на апнин.

Химический состав непостоянен и находится в тесной зависимости от почвенно-климатических условий, приемов выращивания и от сорта.

Форма корнеплода; округлая, плоско-округлая, копытообразная (расширенная книзу). Окраска поверхности корнеплода: серовато-белая, желто-белая, буроватая. Наличие и расположение боковых корней: много, мало, по всему корнеплоду, на нижней половине, на нижней трети. Длина корнеплода – 4…10 см; диаметр – 4…10 см и больше. Вес корнеплода: небольшой (до 200 г), средний (200-300 г), большой (300-400 г), очень большой (больше 400 г).

Окраска мякоти: белая, серовато-белая. Корни сельдерея имеют серовато-белую окраску на поверхности, белую мякоть и сильно развитую сердцевину.

Используют сельдерей в кулинарии в свежем, отваренном и жареном виде. Из черешков и корнеплодов приготовляют салаты, супы, вторые блюда и гарниры. Свежие, сушеные и засоленные листья и корнеплоды употребляют в качестве приправы для различных блюд, а также овощных и мясных консервов. Ценность сельдерея определяется тем характерным вкусом, которое придает ему эфирное масло. Эфирное масло из корней сельдерея – бесцветная жидкость с сильным запахом и вкусом сельдерея. Оно содержит лимонен – 70…80%, L-селинен – 12…13, смесь спиртов и эфиров – 5%, седонолид, седановую и пальметиновую кислоты и следы фенолов.

Как видно из вышеизложенного, коренья сельдерея содержат витамины, органические кислоты, макро- и микроэлементы, белки и другие жизненно необходимые организму вещества.

Сельдерей благоприятно действует на обмен веществ в организме. Этому способствует высокое содержание в растении каротина, витаминов В, С, B₁, B₂, В₆, Е, К, РР, фолиевой кислоты, сахаров, пектиновых веществ, минеральных солей железа, калия, кальция, фосфора, магния, ценных аминокислот, органических кислот, микроэлементов. Наличием солей калия в значительной мере объясняется благотворное влияние сельдерея на сердечно-сосудистую систему, магния – на нервную, железа – на процессы кроветворения. Особенно сельдерей полезен пожилым людям: он улучшает водно-солевой обмен и оказывает положительное действие при ожирении и неврозах.

Растение обладает мочегонным, легким слабительным, антисептическим, противовоспалительным и ранозаживляющим свойствами. Поднимает общий тонус организма, повышает физическую и умственную работоспособность.

В народной медицине настой сельдерея употребляют при болезнях почек и мочевого пузыря, подагре, ревматизме. Водным настоем корней или листьев обрабатывают гнойные раны и язвы. Для этого же к ранам и язвам прикладывают измельченные листья.

Сушеные корни сельдерея применяются как составной компонент расфасованных супов, сельдерейных кремовых супов, суповых смесей, вкусовых салатов и приправ, а также как самостоятельный продукт. Кроме того, сельдерей используется как приправа к супам, холодным блюдам, консервированным продуктам и сырам.

Способ производства сушеных кореньев сельдерея осуществляется следующим образом.

Сельдерей имеет твердую кожуру со складками и морщинами, среди которых, как и среди пеньков обрубленных листьев и корней, скапливаются различные загрязнения. Перед мойкой, с тем чтобы удалить с поверхности крупные загрязнения и твердые «выросты», целесообразно провести фрикционную очистку в течение 0,5 мин. Затем коренья сельдерея моют в барабанной моечной машине с помощью высоконапорной водоструйной обмывки при гидромодуле 3:1. После этого подвергают инспектированию: вручную отбирают корни загнившие, с черными пятнами и другими дефектами, одновременно очищают корни от побочных корешков.

Затем коренья сельдерея подвергают очистке. Очистка кожуры может производиться механическим путем и с помощью щелочного раствора. Сущность щелочного способа заключается в обработке кореньев сельдерея раствором каустической соды с концентрацией 3…6% при температуре 80…85°С в течение 5 мин, удалении кожицы и отмывании от щелочи в моечно-очистительной машине. Потери при очистке в зависимости от способа удаления кожуры и качества сырья колеблются от 6 до 17%. Затем коренья сельдерея вручную дочищают.

Вследствие исключительно твердой консистенции корней сельдерея эффективную резку их осуществляют на прецизионных резальных машинах.

Корни сельдерея 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 (хлопья) толщиной не более 4 мм, длиной и шириной 9…12 мм). Обработанные таким образом коренья сельдерея помещают в рабочую камеру сушилки и подвергают сушке в три временных этапа (чертеж, диаграмма а). На первом этапе порезанные коренья сельдерея обрабатывают в плотном слое потоком теплоносителя воздуха с температурой 328 К и скоростью 2,0 м/с в течение 15 мин.

На втором этапе коренья сельдерея обрабатывают в плотном слое потоком теплоносителя воздуха с температурой 338 К и скоростью 1,3 м/с в течение 45 мин.

На третьем этапе коренья сельдерея обрабатывают в плотном слое потоком теплоносителя воздуха с температурой 348 К и скоростью 0,4 м/с в течение 25 мин.

На протяжении всего процесса сушки коренья сельдерея подвергают перемешиванию в псевдоожиженном слое в течение 3 с, причем на первом этапе – через каждые 3 мин со скоростью 2,8 м/с; на втором – через 4 мин со скоростью 2,4 м/с; на третьем – через 5 мин со скоростью 1,6 м/с.Использование аэроперемешивания позволяет добиться более равномерной сушки кореньев сельдерея.

Предлагается следующий подход к обоснованию выбора ступенчатых режимов сушки кореньев сельдерея. Его сущность заключается в разбиении процесса сушки на три различных по продолжительности этапа, на каждом из которых в зависимости от закона изменения текущей влажности сельдерея подбирается свой рациональный технологический режим сушки, т.е. температура и скорость теплоносителя принимали фиксированные значения, величины которых определялись экспериментально. При этом их выбор на каждом этапе необходимо осуществлять в соответствии с ограничениями, накладываемыми технологическими требованиями на качество готового продукта.

Такой режим трехэтапного теплоподвода, т.е. чередование температурной и гидродинамической обработки в плотном слое и изменение продолжительности этапов, обусловлен 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 трех этапах сушки продукта позволяет выбрать рациональные режимы сушки с учетом изменения влагосодержания продукта по ходу процесса сушки.

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

Способ производства сушеных кореньев сельдерея поясняется следующим примером.

Пример реализации способа производства сушеных кореньев сельдерея.

Вначале коренья сельдерея подвергают фрикционной (механической) очистке в течение 0,5 мин для удаления с их поверхности крупных загрязнений и твердых «выростов». Затем коренья сельдерея моют в барабанной моечной машине с помощью высоконапорной водоструйной обмывки при гидромодуле 3:1. После этого подвергают инспектированию: вручную отбирают корни загнившие, с черными пятнами и другими дефектами, одновременно очищают корни от побочных корешков.

Затем коренья сельдерея подвергают очистке. Очистка кожуры может производиться механическим путем или щелочным способом. Сущность щелочного способа заключается в обработке кореньев сельдерея раствором каустической соды с концентрацией 3…6% при температуре 80…85°С в течение 5 мин, удалении кожицы и отмывании от щелочи в моечно-очистительной машине. Потери при очистке в зависимости от способа удаления кожуры и качества сырья колеблются от 6 до 17%. Затем коренья сельдерея вручную дочищают.

Вследствие исключительно твердой консистенции корней сельдерея эффективную резку их осуществляют на прецизионных резальных машинах.

Корни сельдерея режут на кубики с размером граней 5…9 мм и помещают в рабочую камеру сушилки и подвергают сушке в три временных этапа (чертеж, диаграмма а).

На первом этапе порезанные коренья сельдерея обрабатывают в плотном слое потоком теплоносителя воздуха с температурой 328 К и скоростью 2,0 м/с в течение 15 мин. В начале процесса сушки удаляется механически связанная влага, т.е. влага микрокапилляров, макрокапилляров и смачивания.

Технологические параметры теплоносителя (температура 328 К и скорость 2,0 м/с) и продолжительность первого этапа (15 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 (2,0 м/с) и невысокой температурой (328 К).

Использование скорости теплоносителя менее 2,0 м/с, например 1,7 м/с приведет к снижению гидродинамического эффекта срыва пленки жидкости с поверхности продукта и как следствие к уменьшению эффективности испарения.

Использование скорости теплоносителя более 2,0 м/с, например 2,4 м/с приведет к витанию или даже уносу частиц кореньев сельдерея, что вызовет повышенные энергозатраты при работе вентилятора.

Использование теплоносителя с температурой менее 328 К, например 320 К приведет к недостаточно быстрому нагреву жидкой пленки и как следствие к уменьшению эффективности ее испарения.

Использование теплоносителя с температурой более 328 К, например 331 К, приведет к повышенным энергозатратам и неполному использованию энергетического потенциала теплоносителя.

Из анализа кривых сушки и скорости сушки кореньев сельдерея (чертеж, график б) видно, что имеют место три периода: прогрева, постоянной и убывающей скоростей сушки. Анализ кривой сушки кореньев сельдерея (чертеж, график б) показывает, что продолжительность периода прогрева весьма значительна и составляет 14,5…15,0 мин. Именно этим соображением и обоснован выбор продолжительности первого этапа – 15,0 мин.

При меньшей продолжительности первого этапа, например 10 мин, механически связанная влага не успевала полностью испариться и кубики кореньев сельдерея имели тенденцию к слипанию и комкованию. При большей продолжительности первого этапа, например 19 мин, механически связанная влага полностью испарялась, и дальнейшие теплоподвод не являлся рациональным с энергетической точки зрения.

На втором этапе коренья сельдерея обрабатывают в плотном слое потоком теплоносителя (воздуха) с температурой 338 К и скоростью 1,3 м/с в течение 45 мин. Технологические параметры теплоносителя (температура 338 К и скорость 1,3 м/с) и продолжительность второго этапа (45 мин) связаны между собой и их выбор обусловлен тем, что они в комплексе направлены на удаление осмотически и полиадсорбционно связанной влаги. Для интенсивного удаления осмотически и полиадсорбционно 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 338 К. Использование теплоносителя со скоростью менее 1,3 м/с, например 1,0 м/с, приведет к снижению эффективности испарения осмотически и полиадсорбционно связанной влаги. Использование теплоносителя со скоростью более 1,3 м/с, например 1,7 м/с, приведет к тому, что теплоноситель незначительное время находился в контакте с частицами кореньев сельдерея и не успеет отдать им свою теплоту: это вызовет повышенные энергозатраты на осуществление процесса сушки.

Использование теплоносителя с температурой менее 338 К, например 332 К, приведет к недостаточно быстрому нагреву частиц кореньев сельдерея и как следствие к уменьшению эффективности испарения. Использование теплоносителя с температурой более 338 К, например 344 К, приведет к повышенным энергозатратам и неполному использованию энергетического потенциала теплоносителя.

Анализ кривой сушки кореньев сельдерея (фиг.1, б) показывает, что продолжительность удаления осмотически и полиадсорбционно связанной влаги составляет 45 мин. Именно этим соображением и обоснован выбор продолжительности второго этапа – 45 мин.

При меньшей продолжительности второго этапа, например 40 мин, осмотически и полиадсорбционно связанная влага не успевала полностью испариться. При большей продолжительности второго этапа, например 48 мин, осмотически и полиадсорбционно связанная влага полностью испарялась, и дальнейший теплоподвод не являлся рациональным с энергетической точки зрения.

На третьем этапе коренья сельдерея обрабатывают в плотном слое потоком теплоносителя воздуха с температурой 348 К и скоростью 0,4 м/с в течение 25 мин. Технологические параметры теплоносителя (температура 348 К и скорость 0,4 м/с) и продолжительность третьего этапа (25 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 0,4 м/с и температурой 348 К.

Использование теплоносителя со скоростью менее 0,4 м/с, например 0,2 м/с, приведет к снижению эффективности испарения моноадсорбционно связанной влаги.

Использование теплоносителя со скоростью более 0,4 м/с, например 0,6 м/с, приведет к тому, что теплоноситель незначительное время находился в контакте с частицами кореньев сельдерея и не успеет отдать им свою теплоту: это вызовет повышенные энергозатраты на осуществление процесса сушки.

Использование теплоносителя с температурой менее 348 К, например 343 К, приведет к недостаточно быстрому нагреву частиц кореньев сельдерея и как следствие к уменьшению эффективности испарения.

Использование теплоносителя с температурой более 348 К, например 351 К, приведет к повышенным энергозатратам и неполному использованию энергетического потенциала теплоносителя.

Анализ кривой сушки кореньев сельдерея (чертеж, график б) показывает, что продолжительность удаления моноадсорбционно связанной влаги составляет 25 мин. Именно этим соображением и обоснован выбор продолжительности третьего этапа – 25 мин.

При меньшей продолжительности третьего этапа, например 20 мин, моноадсорбционно связанная влага не успевала полностью испариться. При большей продолжительности третьего этапа, например 30 мин, моноадсорбционно связанная влага полностью испарялась, и дальнейший теплоподвод не являлся рациональным с энергетической точки зрения.

Выбор гидродинамического (скоростного) режима сушки кубиков кореньев сельдерея воздухом (на первом этапе сушки скорость теплоносителя при сушке в плотном слое составляет 2,0 м/с в течение 15 мин, на втором этапе – 1,3 м/с в течение 45 мин; на третьем этапе – 0,4 м/с в течение 25 мин) был подобран экспериментально и зависел от характера изменения влажности кубиков кореньев сельдерея при сушке. По мере высушивания влажность кубиков кореньев сельдерея уменьшалась, их масса также становилась меньше. При сушке кореньев сельдерея наблюдалась усадка, т.е. уменьшение размеров кубиков. Поэтому для равномерной обработки кубиков кореньев сельдерея требовался регулируемый теплоподвод, который обеспечивался данным законом изменения скорости теплоносителя (чертеж, диаграмма а, см. вид А, Б и В). Несоблюдение данного временного и скоростного режимов приводило либо к пересушиванию и подгоранию кореньев сельдерея, либо, наоборот, к недосушиванию и получению продукта с повышенной влажностью, что являлось нарушением действующих ТУ.

Температурный режим сушки кубиков кореньев сельдерея был подобран экспериментально и зависел от характера изменения влажности продукта при сушке. По мере высушивания влажность кубиков кореньев сельдерея уменьшалась, их температура повышалась. Для того чтобы температура кореньев сельдерея 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 сельдерея. Несоблюдение данного временного и температурного режимов приводило либо пересушиванию и терморазложению кореньев сельдерея, либо, наоборот, к недосушиванию и получению продукта с повышенной влажностью, что являлось нарушением действующих технических условий.

На протяжении всего процесса сушки коренья сельдерея подвергают перемешиванию в псевдоожиженном слое в течение 3 с, причем на первом этапе – через каждые 3 мин со скоростью 2,8 м/с; на втором – через 4 мин со скоростью 2,4 м/с; на третьем – через 5 мин со скоростью 1,6 м/с (чертеж, диаграмма а). Применение вышеуказанных скоростей на разных этапах сушки позволяет добиться равномерного перемешивания в псевдоожиженном слое. Значения этих скоростей (2,8 м/с, 2,4 м/с, 1,6 м/с) установлено экспериментально. При этом поток теплоносителя турбулизирует слой продукта, перемешивает его и выравнивает среднюю влажность частиц кореньев сельдерея по объему слоя. В результате соударений частиц кореньев сельдерея при перемешивании также нарушаются газовые прослойки и ликвидируются застойные зоны. Использование псевдокипящего слоя для перемешивания частиц кореньев сельдерея позволяет добиться более равномерной их сушки. Использование продолжительности перемешивания менее 3 с, например 2 с, не позволит равномерно перемешать слой частиц кореньев сельдерея. Использование продолжительности перемешивания более 3 с, например 6 с, приведет к лишним, ненужным энергозатратам для перемешивания слоя частиц кореньев сельдерея.

Использование разного временного интервала между перемешиваниями (3 мин – на первом этапе сушки, затем 4 мин – на втором этапе сушки и 5 мин – на третьем этапах сушки) обусловлено разной скоростью изменения адгезионных свойств кореньев сельдерея. Если в начале сушки кубики кореньев сельдерея 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. чертеж, термограмма в) кубиков кореньев сельдерея: кубиков, находящихся на поверхности газораспределительной решетки, т.е. непосредственно контактирующих со свежим теплоносителем, и кубиков кореньев сельдерея, 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 сельдерея 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 сельдерея этого размера.

При этом нагрев кубиков кореньев сельдерея 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 сельдерея составляет 85 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 (см. таблицу).

Определение указанных показателей позволяет выявить структурные изменения сушеных кореньев, происходящие в процессе их сушки, и оценить качество полученного продукта.

Оценку эффективности способа производства сушеных кореньев сельдерея 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 сельдерея, приготовленного по заводской технологии, составляет 4980 кДж/кг. Величина удельных энергозатрат, приходящихся на 1 кг сушеных кореньев сельдерея, приготовленного по предлагаемой технологии, составляет 4740 кДж/кг.

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

Предлагаемый способ производства сушеных кореньев сельдерея имеет следующие преимущества:

– значительное сокращение продолжительности сушки с 3,50…4,13 ч в заводской технологии до 85 мин в предлагаемой;

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

– значительное сокращение энергозатрат на проведение процесса сушки кореньев сельдерея.

Формула изобретения

Способ производства сушеных кореньев сельдерея, включающий мойку, инспектирование, очистку щелочным способом, удаление кожицы и отмывку щелочи, доочистку, резку, сушку и инспектирование, отличающийся тем, что сушку проводят в три временных этапа: на первом этапе порезанные коренья сельдерея обрабатывают в плотном слое потоком теплоносителя воздуха с температурой 328 К и скоростью 2,0 м/с в течение 15 мин; на втором этапе – потоком теплоносителя воздуха с температурой 338 К и скоростью 1,3 м/с в течение 45 мин; на третьем этапе – потоком теплоносителя воздуха с температурой 348 К и скоростью 0,4 м/с в течение 25 мин; на протяжении всего процесса сушки коренья сельдерея подвергают перемешиванию в псевдоожиженном слое в течение 3 с, причем на первом этапе – через каждые 3 мин; на втором – через 4 мин; на третьем – через 5 мин.

РИСУНКИ