Зневоднення та сушіння - Завантажити PDF безкоштовно
Зневоднення та сушіння: Зменшення активності води у харчових продуктах Зневоднення та сушіння: Зменшення активності води у харчових продуктах Angélique Fontana 1 Зневоднення та сушіння 1. Вступ 2. Активність води: Aw 3. Сушіння та сушіння операцій зневоднення харчових продуктів 4. Сушильне обладнання 5 Сушіння та якість харчових продуктів 2 1
Родова техніка Навіщо це робити? Це, безсумнівно, найдавніший засіб збереження: він обраний природою для збереження видів, як це стосується насіння. Окрім ролі збереження їжі, сушіння дозволяє зменшити масу, а іноді і обсяг продуктів. Таким чином, операції з обробки, транспортування та зберігання стають більш економічними. Отримані продукти також пропонують зручність використання, що є важливою послугою для споживача. 3 Технологічні методи лікування Як це зробити? Видалення води може відбуватися під час обробки (варіння, смаження) або в кінці виробництва (стабілізація). Дегідратація зменшує або усуває більшу частину води з рідкого або твердого продукту. Мета сушіння полягає у видаленні води з продукту шляхом випаровування або сублімації 4 * 2
Ліквідація води Операції можуть бути пов’язані із сушінням та зменшити витрати. Це не операції сушіння * Концентрація випаровуванням розчину для отримання концентрованої рідини Зливання та прядіння для видалення води з кристалів цукру або промивання води з овочів Пресування для фруктів, олійних культур, сирної сирки Центрифугування до окремих складових різної щільності такі як молоко з вершків Зворотний осмос для концентрування фруктового соку, чаю або кави Кріоконцентрація шляхом усунення кристалів льоду, що утворюються після зниження температури продукту Дегідратація-просочення, як для традиційного методу соління та копчення 5 Сушка Спочатку зерна, фрукти, м'ясо та рибу сушать на сонці, а потім у духовках. Сьогодні методик безліч і різноманітних. Сушка насіння та кормових продуктів представляє найбільше споживання енергії в харчовій промисловості. Основні зневоднені продукти: молоко та кава в порошку, сухофрукти, картопляні пластівці, овочі для супів, макарони 6 3
Мета Незалежно від використовуваної методики зневоднення, мета завжди однакова Зменшення вмісту води: зменшення водної активності продуктів Запобігання розвитку мікробів Блокування або уповільнення хімічних та ферментативних реакцій, джерел погіршення стану. Основні переваги: зберігання при кімнатній температурі у відповідній упаковці, збереження харчових якостей. * 7 Дегідратація та сушіння 1. Вступ 2. Активність води: Aw 3. Сушіння та зневоднення харчових продуктів 4. Сушильне обладнання 5. Сушіння та якість харчових продуктів 8 4
Активність у воді: A w Водна активність: A w Вміст води у їжі є лише обмеженим інтересом, щоб оцінити, наскільки цей продукт представляє високий ризик погіршення стану. Важливим є спосіб, яким ця вода пов’язана з іншими складовими. Ці взаємозв'язки, як правило, оцінюються за активністю води: A w 9 Доступність води Доступність води в їжі вимірюється активністю води Aw, яка глобально вимірює міцність зв'язку між водою та їжею Схематично: Вода може бути в "стан, тобто легко доступний як розчинник або для реакції. Вода може бути в" зв'язаному "стані, тобто приєднана до інших молекул у їжі 10 5
Визначення Це відношення парціального тиску водяної пари при рівновазі над продуктом (pw) до парціального тиску водяної пари при рівновазі над чистою водою (p w0) при тій же температурі: A wpwpw 0 Шкала значень знаходиться між 0 та 1 Таким чином, ми виділяємо 3 категорії продуктів: Харчові порошки або зневоднені продукти, які мають дуже низькі значення A w: 0,7 Дія деяких ферментів, таких як ліпази, які можна спостерігати при дуже низьких Aw, таких як у замороженому стані: можливе погіршення стану при зберіганні харчових продуктів, навіть зневоднених або заморожених. Потреба в попередній термічній обробці (бланшируванні) для інактивації цих ферментативних активностей. Переважний розвиток для високих А ws, але залишається життєздатним, коли ріст гальмує людина відсутність води Оптимальна швидкість росту більшості бактерій для A w між 0,99 і 0,995 Дріжджі та цвілі ростуть для нижчих A w (межа при A w = 0,62 для осмофільних дріжджів у продуктах із високим вмістом цукру) 18 9
Ізотерми сорбції: інтерес Значення A w не завжди пояснюють поведінку певних мікроорганізмів або реакції погіршення стану, що відбуваються в зневоднених продуктах. Вимірювання A w повинно використовуватися разом з іншими термодинамічними параметрами. Вимірювання A w співвідноситься з вміст води у продуктах дозволяє визначити ізотерми сорбції, які найчастіше використовуються у промисловості. 21 Ізотерми сорбції: інтерес. Графічний співвідношення рівноваги, що пов'язує вміст води та сировини продукту при певній температурі, називається ізотермою адсорбції або десорбції 22 11
Ізотерми сорбції: інтерес Ізотерми сорбції цінні для прогнозування та запобігання явищ деградації під час зберігання їжі. Насправді спостерігається явище гістерезису: ізотерми дегідратації (десорбції) та гідратації (адсорбції). Не можуть бути накладені. При одному вмісті води ми можемо мати два значення A w в залежності від робочої ізотерми (сушіння або гідратація) 23 Ізотерми сорбції: інтерес Роль упаковки у випадку зневоднених продуктів Для харчових продуктів, вміст води яких у герметичній упаковці постійний, зміна зовнішня температура (наприклад, розрив холодного ланцюга) може зумовити зміну ізотерми продукту та змінити його здатність поглинання води, що призводить до збільшення кількості слабо зв’язаної води і, отже, до підвищеної чутливості до реакцій псування перед тим, як погіршення стану відоме продукту, необхідно вибирайте упаковку, властивості якої захищають від води, дозволяють підтримувати належні умови під час зберігання 24 12
Висновок щодо w Зменшення w є, таким чином, одним із засобів збереження їжі. Це метод, який традиційно і широко використовується для отримання фруктів (варення), риби та м’яса (сушіння, копчення, соління, сушіння). Більш пізні методи, такі як заморожування, ліофілізація або осмотична дегідратація, також використовують цей принцип. 25 1. Вступ 2. Діяльність води: Aw зневоднення та сушіння 3. Сушіння та зневоднення харчових продуктів 4. Сушильне обладнання 5. Сушіння та якість продуктів харчування 26 13
Різні методи сушіння Дві основні проблеми, пов’язані із сушінням, - це ризики зміни (форма, текстура, харчові та органолептичні якості) та значне споживання енергії: сушка відповідає за 60% енергоспоживання агросектору. Можливості відведення води базуються на різних фізичних принципах: Навчання Кипляча Сублімація Різниця тиску Вибір базується на компромісі між цільовою якістю та прийнятною вартістю 27 Сушіння: Принцип Процес усунення води Вода усувається завдяки двом одночасним операціям: зміна агрегатного стану, що перетворює воду з рідкого або твердого стану на стан пари та усунення утвореної водяної пари. зміна фізичного стану пари, що утворюється, видалення водяної пари 28 14
Вхідне (конвекційне) сушіння T і P w Гаряче, сухе повітря Режими сушіння Вхід енергії Зміна стану без кип'ятіння Охолоджене і вологе повітря Передача пари Вологий продукт і при температурі нижче температури повітря 29 Режими сушіння Сушіння шляхом введення (конвекцією) Вологий продукт поміщають у потік гарячого та сухого газу (найчастіше повітря): встановлюється різниця в температурі та парціальному тиску. Газ забезпечує частину енергії, необхідної для випаровування води. Вода випаровується без кипіння (градієнт парціального тиску води). Водяна пара переноситься в навколишнє середовище і захоплюється газом. 30 15
Методи сушіння Сушіння кип’ятінням (провідником) Кип’ятіння відбувається, коли продукт досягає такої температури, що тиск водяної пари дорівнює загальному тиску навколишнього середовища. Отже, температура кипіння залежить від загального тиску (T eb нижче під вакуумом) та від A w продукту (T eb збільшується, коли A w зменшується: 115 C, коли A w = 0,6): pw = A wpw '= p загальна 31 Методи сушіння Сушіння кип’ятінням (провідником) Газ, що контактує з поверхнею продукту, - це чиста водяна пара (можливість сушіння окисляються продуктів за відсутності кисню). Температура продукту висока (шляхом проведення на гарячій поверхні, випромінювання, занурення в гаряче масло). 32 16
Сушка кип’ятінням Сушка смаження Сушка смаження полягає у приведенні їжі, нарізаної на дрібні шматочки, до контакту з жиром, доведеним до високої температури (120-180 ° С при атмосферному тиску): Смаження дозволяє готувати продукти, надаючи чітку текстуру, золотистий або коричневий колір і дуже популярний смак Зневоднення відбувається дуже швидко: 90% води за кілька хвилин 33 Сушка кип’ятінням Сушка смаження Процес є більш енергоефективним, ніж сушка гарячим повітрям Цікава альтернатива сушінню жирних продуктів, які важко висушити на повітрі (ядра кокосового горіха) Смаження в даний час поглинає більшість споживаних у світі олій (пальма, копра, арахіс) 34 17
Зневоднення шляхом збагачення розчиненою речовиною Щоб зменшити активність води, продукти також можуть збагачуватися розчиненою речовиною: це стосується варення або соління або в’ялення м’яса та риби. Зниження вмісту харчових продуктів шляхом додавання розчиненої речовини дозволяє стабілізувати мікроорганізми тим більше, що кінцевий вміст розчиненої речовини високий. Цей прийом допомагає захистити еластичну структуру їжі для споживання без регідратації. 35 Зневоднення шляхом збагачення розчиненою речовиною Різні методи консервації використовують цю техніку збагачення розчиненою речовиною: розсолення, під час якого їжа занурюється в концентрований сольовий розчин (18 - 20%) Соління, пов’язане із сушінням (риба) Висушування м’яса та риби, що поєднує засолювання з куріння 36 18
Дегідратація шляхом збагачення розчиненою речовиною Залежно від обраної розчиненої речовини варіація Aw є змінною:% розчиненої речовини (за масою) при насиченні Фруктоза 75 0,63 NaCl 26 0,75 Сахароза 67 0,86 Глюкоза 47 0,92 Aw при 20 C Одному буде обрано, а не фруктозу, а не сахарозу отримати низький Aw у варенні При насиченні aw досі залишається 0,75 з NaCl і можуть розвиватися деякі плісняві грибки або відбуваються ферментативні реакції 37 Дегідратація шляхом збагачення розчиненою речовиною Осмотична дегідратація полягає у зануренні продуктів, тварин або рослин, обрізаних та нарізаних, у концентрованих розчинах, що містять одне або більше розчинених речовин: зневоднення відбувається швидко, і продукт просочується розчиненими речовинами. Ця техніка, часто в поєднанні з подальшим висушуванням, дозволяє зменшити витрати енергії та збільшити масовий вихід Отримані продукти мають чудову якість (колір, текстура, смак, здатність до регідратації), оскільки дегідратація дозволяє і більш високий кінцевий вміст води для того ж Aw. Однак застосування залишається обмеженим через наявність та вартість розчинених речовин (напівцукати азіатських тропічних фруктів) 38 19
Продукти з проміжною вологістю Продукти з проміжною вологістю - це тверді або пастоподібні продукти, які aw відрегульовано до значення трохи менше 0,84: забезпечується гігієнічна якість (відсутність розвитку патогенних бактерій), якщо лікування пов'язане (підкислення, пастеризація, охолодження) для запобігання потенційному розвитку інших мікроорганізмів Основними продуктами цього типу є фруктові пасти, сухофрукти, деякі кондитерські вироби, ковбаси, волога випічка 39 Дегідратація та сушка 1. Вступ 2. Діяльність води: Aw 3. Сушіння та зневоднення харчових продуктів операції 4. Сушильне обладнання 5. Сушіння та якість їжі 40 20
Вхідні сушарки Вхідні сушіння: Рідини-носії Повітря, як правило, використовується для забезпечення тепла продукту та для виведення водяної пари із сушильної камери. Також може використовуватися перегріта пара, яка допомагає зменшити споживання енергії. Мікробне навантаження можна значно зменшити, але високі температури обробки можуть вплинути на чутливі до нагрівання продукти. 41 Вбудовані сушарки Вбудована сушка Устаткування для сушіння гарячим повітрям можна класифікувати за часом сушіння: Досить тривалий час Короткий час Ультракороткий час 42 21
Вентиляційні сушарки Атомізаційна вежа 45 Влаштування сушіння: характеристики Влаштування сушіння часто віддають перевагу сушінню кип'ятінням, щоб зберегти якості їжі, оскільки це дозволяє зневоднювати продукти при температурі нижче 100 С при атмосферному тиску (молоко) ) залежить від характеристик повітря, що надходить у сушарку. Ефективність сушіння залежить від гігрометрії повітря, яке повинно бути зневодненим, якщо його вологість надмірна, або для стандартизації процесу. 46 23
Кип'ятіння Сушіння кип’ятінням: Циліндрова сушарка (тонкошарова сушка) На зовнішній поверхні порожнистого металевого циліндра, нагрітого з пари парою, наноситься тонкий шар продукту. Швидкість обертання барабана змінюється (від 10 до 30 обертів/хв) і шар рідини сушиться протягом одного обертання. Операція безперервна і швидке висихання (