1 Катедра по машиностроене, Rajshahi University of Engineering and Technology, Rajshahi, Бангладеш

2 Катедра по ботаника, Университет в Раджшахи, Раджшахи, Бангладеш

* Автор-кореспондент: Avijit Mallik
Катедра "Машиностроене"
Rajshahi University of Engineering and Technology
Раджшахи, Бангладеш
Тел: +88 (721) 750742
Електронна поща: [имейл защитен]

Дата на получаване: 01.12.2017 г .; Дата на приемане: 15.12.2017 г .; Дата на публикуване: 22.12.2017

Резюме

Храните (предимно плодове и зеленчуци) се изсушават и дехидратират, за да се увеличи техният полезен живот, стабилност при съхранение и да се сведе до минимум изискванията за преработка и да се подобри транспортируемостта. Техниките за консервиране на храните се основават предимно на изсушаване чрез слънчева светлина/методи на слънчева енергия, причиняващи влошаване на качеството и замърсяване на продукта. Използването на енергия и естеството на изсушените изделия са основни параметри при избора на процес на сушене. Идеалната система за сушене за подреждане на ценни изсушени предмети е разумна, тъй като съкращава времето за сушене и прави най-малко замърсяване на изделието. За да се намали потреблението на енергия и експлоатационните разходи, в процедурите за сушене се появиха нови измервания. Тази статия представлява основен преглед на техниките за сушене на храни, заедно с два метода на сушене на червените боровинки (микровълнова вакуумна и микровълнова конвективна) и се оценяват техните достойнства и недостатъци по отношение на качеството на изсушения продукт и ефективността на процеса.

Ключови думи

Микроконвекция, Хранително инженерство, Конвективно сушене на храни, Топлотехника, Техники за консервиране

Въведение

Храните, отглеждани от земята, са критични извори на основните хранителни добавки, например витамини, минерали и фибри. Тъй като съдържанието на влага в новите храни, отглеждани от земята, е над 80%, те са делегирани дълбоко нетрайни стоки. Поддържането на продукта свеж е най-добрият начин да запазите здравословното му уважение, но повечето техники за съхранение изискват ниски температури, които е трудно да се поддържат през цялата верига за дистрибуция/доставка. От друга страна, сушенето е подходящ вариант за прибиране на реколтата, особено в южноазиатските страни като Бангладеш, Индия, Китай и др., Където съществуват неефективно установени възможности за разпръскване и обработка при ниска температура. Съобщава се, че повече от 20% от нетрайните хранителни продукти в света се сушат, за да се увеличи срокът на годност на реалистичната използваемост и да се подобри продоволствената сигурност [1]. Органичните продукти, зеленчуците и техните продукти се сушат, за да се подобри надеждността на капацитета, да се ограничат предпоставките за пакетиране и да се намали транспортното тегло. Независимо от това, в Индия едва ли се изсушава какъвто и да е сегмент на нетрайните продукти, което предизвиква огромно нещастие, що се отнася до пари и работа, различни от накисване, нарастване на разходите за стоки сред неактивния сезон.

Сушенето на храни, отглеждани от земята, е по същество експертно чрез конвективно сушене [2]. Има различни изследвания, които са насочени към проблемите, свързани с обикновеното конвективно сушене. Някои основни физични свойства на предметите са се променили, например загуба на засенчване, разлика в повърхността, промени в сместа, влияещи на вкуса и добавките и свиването [3]. Плюс това, конвективното сушене дава малко удължение за по-ранна хидратация до допълнителна подготовка след сушене за пренебрежимо качество [4]. Високата температура на процедурата за сушене е задължителна причина за загуба на стойност. Намаляването на процедурната температура има изключителен потенциал за подобряване на естеството на изсушените предмети [5,6]. Въпреки това при такива условия работното време и свързаните с него разходи се оказват значително неподходящи. За да се намалят оперативните разходи се разработват отличителни предлекарства и нова стратегия за техники за сушене при ниска температура и ниска енергия. Ще се говори за кратък одит на късното подобрение (последните години) в придружаващите области.

Видове сушене

Сушене на термопомпа

сушене

Фигура 1: Термопомпа за сушене за промишленост.

Прегрято сушене с пара

Сушене с прегрята пара (SS) без въздух в среда, направена изцяло от пара. Капацитетът на SS да изсушава хранителния материал се дължи на разширяването на чувствителната топлина, за да повиши температурата му над съответната пленена температура при дадено тегло. Не е необходимо да се изчерпва изпарената вода от продукта, докато налягането не се развие над определена граница. Фигура 2 изобразява графично представяне на заявената система.

Фигура 2: Изсушаване с прегрята пара.

Изключително предпочитаната гледна точка е, че е възможна повторна употреба на техниката на сушене, като се включи допълнителна чувствителна топлина. Освен това, всеки редовен конвекционен и кондукционен сушилня може лесно да бъде сменен, за да се използва прегрята пара [15]. Постоянно легло, кипящ слой, ивици, ударни, пневматични и изсушаващи сушилни използват иновации със супер затоплена пара за качествено сушене на продуктите.

Прегрято задушено (SS) флуидизирано сушене

Опитите показват, че SS сушенето може да бъде използвано адекватно за някои, като царевично нишесте, картофено нишесте и за постигане на други резултати. Във всеки случай, частиците, които са твърде значителни или фините слоеве са трудни за изсъхване в кипящ слой. Моделът е създаден с оглед на хипотезата на дифузивност и използване на различни предположения. Сред тях са: I) натрупването на водна пара при тестове се случва под точката на разрушаване на водата ii) по-голямата част от топлината, преместена в повърхността на образеца, се използва за изчезване, когато примерната температура е еквивалентна на точката на разрушаване iii) точка на разрушаване на водата променя теглото в съседната цел на изпитването iv) общият коефициент на топлообмен върху повърхността на пробата включва топло излъчване от изсушаващата среда и v) процесът на сушене завършва, когато температурата на изпитването е по-висока от точката на счупване на водата [16 ]. Фигура 3 предава схема, която изобразява посочената система. Този процес се използва широко в хранително-вкусовата промишленост.

Фигура 3: SS флуидизиран процес на сушене за промишлеността.

Сушене на импресиране със SS

Въпреки факта, че той се използва предимно като част от хартиената промишленост, в хранителния бизнес въздушният удар се използва за отопление и готвене на продукти, например картофени чипсове, пица, лакомства и нивелирани хлябове [17]. Чрез тази стратегия могат да се създадат картофени чипове с ниско съдържание на мазнини. Графично представяне на системата е дадено по - долу в Фигура 4.

Фигура 4: Сушене с импемент с прегрята пара.

Приготвените от SS картофени чипове съдържат повече витамин С и са предпочитани в повърхностни примери за сушене на въздух. Наблюдава се, че масовият обмен е следвал закона на Фик за разпространение и топлообменът в картофите се е считал за приет след закона на Фурие за топлопроводимост [18]. Във всеки случай трябва да се обърне внимание на въздействието на сушенето на SS върху качеството на изделието, включително свиване, свежест и микроструктура.

Микровълново-вакуумно сушене

Допълнителни подобрения на сушенето могат да бъдат получени чрез използване на под-атмосферното налягане. Изчезването на водата се случва при по-ниски температури под вакуум и впоследствие температурата на обработка на продукта може да бъде значително по-ниска, предлагайки по-високо качество на продукта. Направени са множество корелации между MW-вакуумно сушене и различни рамки, като по-голямата част се концентрира върху горещ въздух и сушене чрез замразяване.

Фигура 5 изобразява много добре следната система. Липсата на хидратация в MW-вакуум беше използвана за първи път за сближаване на цитрусов сок [19]. В бизнеса с поддръжка MW-вакуумно сушене се използва за сушене на макаронени изделия, прахове и множество пропускливи твърди вещества. Компанията McDonnell е изградила MW-вакуумна рамка за сушене (MIVAC) за сушене на зърна; пълното тегло, удължаващо се от 3,4 до 6,6 kPa, предлага влага, която изчезва при температури от 26 до 52 ° C. Във всеки случай това не беше плодотворно в промишлено отношение поради финансови аспекти. Разпръснатата вода от елемента в тази MW-вакуумна рамка за сушене се изхвърля в по-голямата си част чрез консолидиране, използвайки охлаждаща рамка, подхранена с вода [20].

Фигура 5: Микровълново-вакуумно сушене на червена боровинка.

Енергийни характеристики на сушене

Чрез анализиране на ефективността на сушенето на храни може да се измери, че системата за сушене е икономически осъществима или не. Ефективността на сушене се изобразява от следното уравнение:

(1)

DE = ефективност на сушене (kg изпарена вода/J доставена енергия)

ton = Общо време на включване на MW

P = MW входна мощност (W)

mi, mf = първоначално и крайно съдържание на влага (съотношения, мокра основа)

Mi = първоначална маса на пробата (kg)

Уравнение 1 разглежда само ефективността на MW системите; той не отчита енергията, необходима за нагряване на въздуха, или енергията, необходима за вакуум помпа.

Влияние върху съхранението върху качеството

Огромна загуба на добавки се случва в сушени храни, отглеждани от земята сред капацитет. Това нещастие разчита на температурата на капацитета, рН и представянето на кислорода, порьозността, светлината и близостта на естествените киселини. Степента на нещастията зависи от вида на витамините и условията на капацитета, например представянето на кислород и светлина [24]. Сред капацитета на спагети, например, не се наблюдава загуба на тиамин и ниацин, но рибофлавинът е беззащитен към температура, период на натрупване и светлина.

При няколко обстоятелства стратегията за липса на хидратация може също да повлияе на загубата на добавки. Например Kaminski et al. [25] наблюдават бързото унищожаване на каротеноидите в втвърдяването на изсушените моркови. Те наблюдават, че изсушаването на въздуха е по-ефективно за запазване на каротина, когато се съхранява при обхватна температура. Стоп изсушените предмети в по-голямата си част са по-пропускливи. Това насърчава обмена на кислород и ускорява бързото окисление на каротина. Cinar [26] разкрива, че най-забележителното нещастие при сянката е при морковите, прибрани при 40 ° C (98,1%), докато най-малкото нещастие е при сладките картофи, държани при 4 ° C (11,3%) сред 45 дни капацитет.

Начини за намаляване на потреблението на енергия

Рутинните грижи в експлоатация трябва надеждно да оформят основната работа на сушилнята за добив. Сушене на смеси, друг най-идеален подход за намаляване на консумацията на енергия, разширяващ пропускателната способност и подобряващо качеството [27]. Подобряването на жизнеността чрез научно показване е друг критичен подход за намаляване на използването на жизнеността [28]. Нередовното изсъхване и напредъкът при електро сушене също се използват за намаляване на използването на жизнеността. Установено е, че използването на микровълновата печка влияе главно както върху времето на сушене, така и върху използването на жизнеността [29]. Особеното използване на жизнеността за сушене на гроздето намаля от 81,15 MJ/kg, ако възникне конвективно сушене до 7,11–24,32 MJ/kg чрез съединено микровълново-конвективно сушене [30]. Инфрачервено-конвективните сушилни намаляват използването на жизнеността на осмотично предварително обработени примери за картофи и ананас. Сушилни с топла помпа и сушилни с високо електрическо поле имат огромен потенциал за модерно приложение, особено за високо ценени култури, в резултат на преобладаващия характер на изделията, безпроблемността на плана и ниската жизненост на използване [31].

Заключение