Обоснование рационального метода получения фруктово-ягодного продукта

Дата публикации: 2020-04-16 20:28:08
Статью разместил(а):
Тавасиева Зарина Рамазановна

Обоснование рационального метода получения фруктово-ягодного продукта

Justification of a rational method for obtaining fruit and berry products

Данное исследование проводилось при финансовой поддержке Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере (Договор №3204ГС1/48683 от 02.09.2019 г.)

 

Авторы:

Тавасиева Зарина Рамазановна

директор ООО МИП «Заря»

e-mail: zarinacompany@yandex.ru

Tavasieva Zarina Ramazanovna

director of LLC "Zarya"

Макоева Лариса Солтановна

научный сотрудник ООО МИП «Заря»

e-mail: laramakoeva@yandex.ru

Makoeva Larisa Soltanovna

research fellow of LLC "Zarya"

Лазаров Батраз Владимирович

инженер-технолог, микробиолог ООО МИП «Заря»

e-mail: batrazlazarov@mail.ru

Lazarov Batraz Vladimirovich

process engineer, microbiologist of LLC "Zarya"

Аннотация: Сушка плодов — процесс удаления влаги из продуктов до уровня, который наиболее подходит с точки зрения минимизации микробиологических процессов, что обеспечивает достаточно длительное их хранение. Требуемый уровень влажности высушенных фруктов должен находиться в пределах 16-25%. В результате проведенного исследования были составлены протоколы получения образцов прямоугольной формы из яблок различных сортов с разными наполнителями. Ниже приведены параметры и режимы сушки фруктов и ягод, полученные разными методами. С учетом всех показателей конечного продукта, наиболее рациональным методом получения лабораторных образцов продукта на основе фруктов и ягод можно признать сублимационную вакуумную сушку при температуре 50 оС в вакуумной камере при давлении 7-10 кПа и начальной температуре минус (10…15) оС.

Abstract: fruit drying is the process of removing moisture from products to the level that is most suitable from the point of view of minimizing microbiological processes, which ensures their long-term storage. The required moisture level of the dried fruit needs to be in the range of 16-25%. As a result of the research, protocols were drawn up for obtaining rectangular samples from apples of various varieties with different fillers. Below are the parameters and modes of drying fruits and berries obtained by different methods. Taking into account all the indicators of the final product, the most rational method for obtaining laboratory samples of the product based on fruits and berries can be considered freeze-drying at a temperature of 50 оС in a vacuum chamber at a pressure of 7-10 kPa and an initial temperature of minus (10 ... 15) оС.

Ключевые слова: плоды, сушка, органолептическая оценка.

Keywords: fruit, drying, organoleptic evaluation. 

Тематическая рубрика: сельское хозяйство и пищевая промышленность

 

Сушка плодов — процесс удаления влаги из продуктов до уровня, который наиболее подходит с точки зрения минимизации микробиологических процессов, что обеспечивает достаточно длительное их хранение. Требуемый уровень влажности высушенных фруктов должен находиться в пределах 16-25%.

Существуют различные виды сушки фруктов и ягод.

При естественной сушке используют напрямую энергию солнца, а при искусственной – энергию (тепло) от сгорания топлива.

Наиболее часто при искусственной сушке фруктов используют конвективный, кондуктивный, сублимационный и радиа­ционный методы.

Конвективный метод применяется при обезвоживании фруктов. Процесс сушки происходит при воздействии горячего воздуха на неподвижно находящиеся слои фруктов.

Кондуктивный (контактный) метод позволяет передать тепло продукту (фруктам) через определенную поверхность, которая нагревается до определенной температуры.

Сублимационный метод позволяет превратить лед, который находится внутри фруктов в пар при глубоком вакууме. Она включает три стадии: продукт замораживается при температуре -10-15 оC, вакуум – до 10 кПа; сублимацию льда без внешнего тепла; досушку фруктов при вакууме с подогревом до 50 оC

Распылительная сушка основана на эффекте быстрого испарения влаги при высокой температуре среды. Значительные объемы распыленной влаги обеспечивают большую теплоотдачу в единицу времени. Процесс протекает очень быстро – до 10 с при одном из видов теплопередачи – при конвекции или при радиации, или оба вместе. Этот метод сушки используют для получения порошков из различных соков, при этом методе следует сохранить ароматы этих продуктов. Рабочий процесс требует необходимости создания вакуума в камере, а это дополнительно ведет к усложнению составляющих оборудования.

Вальцовая сушка состоит в обеспечении наложения продукта (полужидкого) на горячую цилиндрическую поверхность (вальцы), на которой он сохнет за 40-60 с. С вальцом высушенные сухие хлопья продукта соскабливают.

Вакуумная сушка выполняется при низком давлении (вакууме), это позволяет проводить сушку фруктов при невысокой температуре (до 50 оC

Взрывная, сушка заключается во вскипании воды во всем ее объеме за счет резкого снижения давления в камере. Это приводит к тому, что влага, подогретая до температуры близкой к температуре кипения при пониженном давлении, закипает. При этом структура продукта разрушается и становится «воздушной» и его значительно легче высушить.

Сушка в кипящем слое при прохождении воздуха через материал, как правило, снизу вверх. Процесс происходит при скорости воздушного потока до 5 м/с и до 12-14 м/с в кипящем слое.

Инфракрасная сушка и сушка в поле токов высокой частоты осуществляется с использованием энергии токов высокой частоты. Для примера можно привести СВЧ печи (бытовые).

В результате проведенного исследования были составлены протоколы получения образцов прямоугольной формы из яблок различных сортов с разными наполнителями. 

Ниже приведены параметры и режимы сушки фруктов и ягод, полученные разными методами.

Тепловая сушка. При начальной влажности продукта 87-88% и температуре сушки 50 оС конечные параметры продукта составили:

- влажность – 39,8…40,4%;

- размеры - 8*7*22 - 8*9*23 мм;

- время сушки составило 440-450 мин.;

- органолептическая оценка – 84…87 единиц.

Сушка в СВЧ печи (микроволновая печь). При начальной влажности продукта 86,7-88,8% и температуре сушки 50 оС конечные параметры продукта составили:

- влажность – 39,6…40,5%;

- размеры - 9*9*22 - 10*10*22 мм;

- время сушки составило 9-10 мин.;

- органолептическая оценка – 72…77 единиц.

Вакуумная сушка. При начальной влажности продукта 87,5-88,6% и температуре сушки 50 оС конечные параметры продукта составили:

- влажность – 39,6…40,5%;

- размеры - 8*8*26 - 9*9*26 мм;

- время сушки составило 60-65 мин.;

- органолептическая оценка – 84…87 единиц.

Сублимационная вакуумная сушка. При начальной температуре минус 10…15 оС,  влажности продукта 87,5-88,8%  и температуре сушки 50 оС конечные параметры продукта составили:

- влажность – 39,6…40,8%;

- размеры - 8*9*27 - 9*9*28 мм;

- время сушки составило 42-45 мин.;

- органолептическая оценка – 94…97 единиц.

Сравнительный анализ полученных данных показал следующее.

При тепловой сушке в обычной сушилке с электроприводом время сушки составило 440...450 мин, при этом размеры конечного продукта не соответствуют требованиям технического задания.  Недостатком этого метода сушки можно также признать высокие удельные энергозатраты, связанные с длительностью процесса (около 9 часов).

При сушке в СВЧ печи влажность конечного продукта соответствует требованиям технического задания, а размеры не соответствуют. Существенным недостатком также можно признать невысокую органолептическую оценку 72…77 единиц.

При вакуумной сушке влажность и размеры конечного продукта соответствуют требованиям технического задания, органолептическая оценка высокая - 84…87 единиц. 

При сублимационной вакуумной сушке влажность и размеры конечного продукта соответствуют требованиям технического задания, органолептическая оценка очень высокая - 94…97 единиц.

Анализируя полученные результаты исследования, мы пришли к выводу, что наиболее рациональным методом сушки фруктов с различными наполнителями можно признать сублимационную вакуумную сушку.

Анализ обоих методов вакуумной сушки показал их преимущества.   Однако, в технологии подготовки образцов для сушки имеется существенное отличие. Оно заключается в том, что для осуществления вакуумной сублимационной сушки необходимо начальные образцы заморозить при температуре минус 10…15 оС, что дополнительно может повысить стоимость конечного продукта, однако, за счет «физики» процесса структура образцов более изотропная, что повышает его органолептические показатели. Органолептическая оценка, примерно, на 10 единиц выше, чем при вакуумной сушке.

Заключение.

С учетом всех показателей конечного продукта, наиболее рациональным методом получения лабораторных образцов продукта на основе фруктов и ягод можно признать сублимационную вакуумную сушку при температуре 50 оС в вакуумной камере при давлении 7-10 кПа и начальной температуре минус (10…15) оС.

 

Список литературы:

1. Отчет о НИОКР на тему: «Разработка, изготовление и испытание лабораторных образцов продукта на основе фруктов и ягод. Этап 1. Разработка метода получения лабораторных образцов продукта на основе фруктов и ягод», рег.№АААА-А19-119091090115-9 от 05.11.2019 г., исполнитель – ООО МИП «Заря». – Владикавказ, 2019, 27 с.

2. Тавасиева З.Р.  Инновационная технология получения продуктов переработки фруктов и ягод  З.Р. Тавасиева// Концепции фундаментальных и прикладных научных исследований. Сборник  статей международной научно-практической конференции. – Саратов: МЦИИ «ОМЕГА САЙНС», 2016. – С.5-8.