Прогрессивная технология сушки моркови, обеспечивающая

II Всероссийская конференция Химия и технология растительных веществ,
Казань, 24–27 июня 2002 г
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
ПРОГРЕССИВНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ СУШКИ МОРКОВИ,
ОБЕСПЕЧИВАЮЩАЯ СОХРАНЕНИЕ КАРОТИНА
Т.П.Кириллова, П.К.Кириллов, Н.П.Кириллова, П.А.Петрушенков
Казанский государственный технологический университет, Казань
Морковь имеет богатый химический состав, благодаря чему она оказывает регулирующие действие
на процессы обмена веществ в организме человека. Морковь содержит белки, углеводы (в основном это
сахара). Содержание сахаров увеличивается по мере созревания корнеплодов и в некоторых случаях
достигает 15 %. В моркови сравнительно мало целлюлозы, поэтому ее можно использовать и в диетическом
питании. Этот овощ особенно богат витаминами и минеральными веществами, в которых содержится много
каротина, превращающегося в человеческом организме в витамин А. По витаминной активности каротин в
три раза слабее витамина А, в связи с чем его требуется втрое больше, чем витамина А. В моркови
присутствуют и другие витамины - В1, В2, В6, в сравнительно небольшом количестве витамин С и др. Она
содержит много ферментов, эфирное масло и др., а также в изобилии минеральные вещества - калия, натрия,
кальция, фосфора, йода, железа и др. Как продукт, насыщенный поливитаминами, морковь используется для
профилактики и лечения авитаминоза, при малокровии, для восстановления сил и улучшения аппетита.
Вообще, растительные продукты улучшают снабжение организма питательными веществами, которые
препятствуют возникновению заболеваний организма человека. Каротин - наиболее важный из них. Он
связывает кислородосодержащие молекулярные осколки, называемые свободными радикалами. Свободные
радикалы способны проникать даже внутрь клеточного ядра, что ведет к перерождению клетки, появлению
новообразовании, т.е. способствуют развитию раковых заболевании. Таким образом, включая в свой рацион
овощи - морковь, человек способствует оптимальному снабжению организма необходимыми веществами.
Как витаминизированный продукт особенно ценна морковь зимой. Но в связи с тем, что употребление в
пищу растительных продуктов носит сезонный характер, возникает проблема их хранения. В процессе
хранения многие полезные вещества либо разлагаются, либо их энергия идет на поддержание
окислительных процессов “дыхания”. При этом содержание в них витаминов и питательных веществ
снижается. Поэтому главной нашей целью является достижение максимального эффекта в сохранении
такого полезного вещества, как каротина, из которого в живом организме синтезируется витамин А.
В данной работе рассматриваются технология сушки моркови и выбор оптимальных режимов сушки,
обеспечивающих максимальное сохранение в моркови каротина. В связи с тем, что употребление в пищу
растительных продуктов носит сезонный характер, возникает проблема их хранения. Но в процессе
хранения многие полезные вещества либо разлагаются, либо их энергия идет на поддержания
окислительных процессов “дыхания”. При этом содержания в них витаминов и питательных веществ
снижается. Можно хранить овощи в замороженном или консервированном виде. Но распространенное
мнение о том, что свежезамороженные овощи и фрукты сохраняют витамины, не совсем соответствуют
действительности. Альтернативным вариантом сохранения витаминной продукции является рациональная
технология сушки. Сушка является одним из распространенных методов консервирования. Сушка пищевых
продуктов производится с целью предотвращения или замедления физико-химических, биохимических и
других процессов, которые могут привести к снижению питательной ценности продуктов и даже к их порче.
Сушка материалов может происходить естественным путем (на открытом воздухе) и искусственным
(в сушилках). При естественной сушке материалов можно сушить только до влажности, близкой к
равновесной, соответствующей параметрам окружающего воздуха и в ряде случаев не отвечающей
технологической операции. Достоинством искусственной сушки материала, по сравнению с естественной на
открытом воздухе, является значительно меньший ее цикл. Процесс высушивания заключается в удалении
влаги из пищевых продуктов путем перевода последней из жидкого состояния в парообразное при помощи
тепла, подводимого в той или иной форме. Как известно процесс испарения жидкости протекает при
температуре ниже ее точки кипения и при соответствующих этой температуре давлениях. При этом
количество абсолютно сухого материала остается на всем протяжении сушильного процесса постоянным и
сохраняет свое свойство. По своей сущности сушка является сложным диффузионным процессом, скорость
которого определяется скоростью диффузии влаги из глубины высушиваемого материала в окружающую
среду с помощью вентилятора. Удаление влаги при сушке сводится к перемещению тепла и вещества
внутри материала и их переносу с поверхности материала в окружающую среду.
В настоящее время общепризнанно, что сушка является технологическим процессом, при проведении
которого должны быть сохранены первоначальные свойства материалов, а в некоторых случаях эти свойства
должны быть улучшены. Под технологическими свойствами материалов, в том числе и пищевых продуктов,
понимаются самые различные свойства - биологические, физико-химические, структурно-механические,
теплофизические, электрофизические и др.
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
II Всероссийская конференция Химия и технология растительных веществ. Устный доклад
84
II Всероссийская конференция Химия и технология растительных веществ,
Казань, 24–27 июня 2002 г
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Для каждого конкретного продукта те или иные свойства играют решающую роль, определяющую
его качественные показатели. Важно, чтобы в процессе были сохранены и улучшены именно эти основные
свойства, в то время как другие свойства неизбежно изменяются. Например, при сушке плодов и овощей
важно сохранить содержащиеся в них витамины
Таким образом, специфические свойства отдельных пищевых продуктов обусловливают различные
требования к процессу сушки, а, следовательно, и к режиму его проведения. Поэтому при организации процесса сушки необходимо учесть технологические свойства продуктов, как объектов сушки. Значение этих
свойств и закономерностей изменения их при сушке в зависимости от параметров процесса дает возможность выбора наиболее рациональной установки, способ сушки и обосновать режим проведения процесса. Эти
вопросы являются предметом изучения технологии сушки, которая в последнее время превратилась в самостоятельный раздел науки о сушке.
В развитии технологии сушки большую роль играет теория сушки, так как исследование молекулярного механизма переноса тепла и массы связанного вещества (влаги) внутри высушиваемого материала
позволяет вскрыть механизм процесса и выбрать оптимальный режим его проведения.
Вместе с тем с технологией сушки неразрывно связано развитие техники сушки, так как выбор методов сушки и создание рациональных конструкций сушильных установок должны обусловливаться технологическими свойствами материалов и требованиями оптимального режима процесса.
Наиболее актуальным и перспективным является применение инфракрасного излучения для сушки.
Инфракрасное излучение твердых тел обусловлено возбуждением атомов и молекул тела вследствие
их теплового движения. При поглощении инфракрасных лучей облучаемым телом в нем соответственно
увеличивается интенсивность теплового движения атомов и молекул, что и вызывает его нагревание.
Естественно, что перенос энергии происходит от тела с большим потенциалом переноса тепла к телу с
меньшим потенциалом.
Для пищевых продуктов глубина проникновения коротковолновых инфракрасных лучей достигает 612 мм. На эту глубину проникает небольшая часть энергии излучения, однако температура слоя, лежащего
на расстоянии 6-7 мм от поверхности материала, растет значительно интенсивнее, чем при конвективном
нагреве. Очевидно, нагрев инфракрасными лучами имеет свои специфические особенности, которые
связаны не только с проникновением лучей в толщу материала, но и с более глубоким воздействием на
молекулярную структуру материала.
Опыт показывает, что коротковолновые инфракрасные лучи оказывают более сильное воздействие на
пищевые продукты как за счет большой глубины проникновения, так и более эффективного воздействия на
молекулярную структуру продуктов. Поэтому в ряде процессов совместное воздействие световых и
инфракрасных лучей дает положительные результаты.
Можно предположить, что инфракрасное излучение влияет также на величину термических и массообменных характеристик облучаемого материала.
Теория и методы расчета внешнего лучистого теплообмена разработаны достаточно глубоко; явления
же, происходящие внутри облучаемого материала, требуют дальнейшего исследования как в части вскрытия
механизма воздействия инфракрасных лучей на молекулярную структуру материала, так и в отношении
разработки аналитического расчета процессов внутреннего тепло- и массообмена. В этом плане большое
значение приобретают экспериментальные исследования и их обобщение.
В отношении применения инфракрасного излучения и особенно комбинированных методов для сушки пищевых продуктов необходимо, с одной стороны, расширять область исследования, включая в нее новые продукты и, с другой стороны, внедрять результаты исследований в производство, создавая рациональные конструкции промышленных установок. Технические способы осуществления процесса сушки и конструкции сушильных установок весьма разнообразны.
Резюмируя изложенное выше, следует отметить, что сушка инфракрасными лучами является прогрессивным методом, возможности которого в настоящее время еще далеко не исчерпаны. А применение этого
метода сушки для лучшего сохранения каротина в моркови является актуальным в настоящее время.
Проведенные исследования в лабораторных условиях по сушке моркови в осциллирующем режиме,
т.е. посредством чередования нагрева инфракрасными лучами и охлаждения, дали хорошие результаты.
Данный метод показал обеспечение сохранности каротина на 95 %.
В настоящее время по результатам исследований разработана ленточная сушилка с подводом тепла от
ИК - излучателя в осциллирующем режиме. Сушилки такого типа, а также такая технология сушки могут
использоваться в пищевой и в других отраслях промышленности.
II Всероссийская конференция Химия и технология растительных веществ. Стендовый доклад
85