Технология переработки дынного сырья

Сушка является одним из самых старых методов консервирования фруктов, овощей и бахчевых с содержанием влаги в мякоти плодов от 75 до 95%.

Наметившаяся в последнее время напряжённость энергетического баланса, связанная с ограниченностью запасов топливно-энергетических ресурсов, вызвала необходимость проведения энергосберегающей политики во всехстранах мира, в том числе и в России. Самым доступным идешёвымэнергоресурсом является солнечная энергия, которую используют в прямом и в преобразованном виде.

В практике используется несколько видов сушки: конвективная, кондуктивная, инфракрасная, сублимационная.

Конвективная сушка является одним из наиболее распространённых способов сушки. В промышленных масштабах осуществляется сушка овощей, фруктов, мяса, рыбы и других продуктов. Технологические особенности данного процесса позволяют сохранить свойства исходного продукта. Дополнительно ставится задача получения новых качеств в готовом продукте. Для достижения этих целей необходимо соответствующее оборудование. Передача тепла продукту при конвективной сушке осуществляется с помощью нагретого сушильного агента. Обычно это воздух или перегретый пар. Также могут применяться инертные газы, топочные газы или иные носители тепла. Температура сушильного агента выше температуры высушиваемого продукта. Тепловая энергия передаётся объекту сушки. При этом из него испаряется вода. Её пары уносятся сушильным агентом. В конвективной сушке выделяют:

• — конвективную сушку в слое. Здесь применяются туннельные, камерные, петлевые, шахтные, ленточные, турбинные и валковые сушильные установки;
• — конвективную сушку с сопловым обдувом;
• — конвективную сушку в полувзвешенном и взвешенном состоянии. Используются барабанные сушилки, сушилки с кипящим слоем, пневматические трубы-сушилки, сушилки с вихревым потоком, распылительные сушилки.

Кондуктивный способ сушки пищевых продуктов основывается на передаче тепла высушиваемому продукту путем непосредственного контакта с нагреваемой поверхностью сушильного оборудования.

Для сушки продуктов питания этот способ используется не часто. Высокого качества конечного сухопродукта достичь не удается вследствие неравномерности влажности конечного продукта; продукт, контактирующий с нагретой поверхностью в период сушки, пересушивается, что приводит к необратимости процессов восстановления, а из-за высокой температуры (320−340 градусов Цельсия) в камере сушильного оборудования, конечный сухопродукт теряет 30−40% витаминов и биологически активных веществ и становится ломким. Большее применение этот способ сушки находит при сушке пиломатериалов, а также сырья и продукции в текстильной промышленности.

При кондуктивной сушке продукта тепло сообщается влажному материалу только от греющей поверхности и передается к открытой поверхности продукта с последующей отдачей его в окружающую среду. Количество тепла, полученное от греющей поверхности, расходуется на испарение влаги на потери тепла лучеиспусканием и конвекцией открытой поверхностью сухопродукта в окружающую среду. Доля этих потерь в общем расходе тепла невелика и составляет максимально 3−5%, что делает сушильное оборудование достаточно эффективным. Однако потребительские качества сухопродуктов и содержание в них исходных веществ делают этот способ сушки продуктов редко используемым.

Инфракрасная сушка. Наиболее актуальной и перспективной в данный момент является сушка продуктов питания с применением инфракрасного излучения. Инфракрасное излучение твердых тел обусловлено возбуждением молекул и атомов тела вследствие их теплового движения. При поглощении инфракрасного излучения облучаемым телом в нем увеличивается тепловое движение атомов и молекул, что вызывает его нагревание. Перенос энергии происходит от тела с большим потенциалом переноса тепла к телу с меньшим потенциалом. Для пищевых продуктов глубина проникновения инфракрасных лучей достигает 6 — 12 мм. На эту глубину проникает небольшая часть энергии излучения, но температура слоя, лежащего на расстоянии 6−7 мм от поверхности материала, растет значительно интенсивнее, чем при нагреве конвективным способом. 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.

Инфракрасная сушка продуктов питания, как технологический процесс, основана на том, что инфракрасное излучение определенной длинны волны активно поглощается водой, содержащейся в продукте, но не поглощается тканью высушиваемого продукта, поэтому удаление влаги возможно при невысокой температуре (40−60 градусов Цельсия), что дает практически полностью сохранить витамины, биологически активные вещества, естественный цвет, вкус и аромат подвергающихся сушке продуктов. Сушка продуктов по данной технологии позволяет сохранить содержание витаминов и других биологически активных веществ в сухом продукте на уровне 80−90% от исходного сырья. При непродолжительном замачивании (10−20 мин.) прошедший сушку продукт восстанавливает все свои натуральные органолептические, физические и химические свойства и может употребляться в свежем виде или подвергаться любым видам кулинарной обработки.

Сублимационная сушка продуктов (сублимационная вакуумная сушка, также известная как лиофилизация или возгонка) — это удаление влаги из свежезамороженных продуктов в условиях вакуума.

В настоящее время этот метод сушки продуктов является наиболее совершенным, но в то же время и наиболее дорогостоящим. Этот способ был открыт в начале прошлого века, однако использовался только для производства довольно ограниченного количества и ассортимента сухопродуктов для нужд армии и космонавтики.

Принцип сублимационной сушки основан на том физическом факте, что при значениях атмосферного давления ниже определенного порога — т.н. «тройной точки» (для чистой воды: 6,1 мбар при 0 градусов Цельсия) вода может находиться только в двух агрегатных состояниях — твердом и газообразном, переход воды в жидкое состояние в таких условиях невозможен. И если парциальное давление водного пара в окружающей среде ниже чем парциальное давление льда, то лед продукции прямо переводится в газообразное состояние минуя жидкую фазу.

Процесс сублимационной сушки продуктов физически состоит из двух основных этапов (замораживание и сушка продукта) и этапа досушивания. Первый этап это замораживание продукта при температуре ниже его точки затвердевания. Второй этапсублимирование, удаление льда или кристаллов растворителя при очень низкой температуре, то есть непосредственно сушка продукта. При этом значительное влияние на качество сухопродукта и на время, требующееся для сушки, имеет этап заморозки. Чем быстрее и глубже замораживается продукт, тем менее крупные кристаллы льда образуются в продукте, тем быстрее они испаряются на втором этапе сушки продукта и тем выше качество получаемого продукта. В производстве продуктов питания сублимацонно-вакуумная сушка используется в качестве средства консервации путем замораживания свежих продуктов и удаления из них жидкости, что позволяет практически полностью, до 95%, сохранить в них питательные вещества, микроэлементы, витамины и даже первоначальную форму, естественный вкус, цвет и запах продолжительное время (от двух до пяти лет) при изменяющейся температуре окружающей среды (от -50 до +50 градусов Цельсия). Сублимационно-вакуумная сушка продуктов питания делает ненужным применение каких бы то ни было ароматизаторов, консервантов и красителей. Одним из важнейших достоинств вакуумной сушки продуктов является малая усадка исходного продукта, что дает возможность избегать их разрушения и быстро восстанавливать сублимированные сухопродукты, имеющие после сушки пористую структуру, путем добавления воды. Как правило, упаковываются сублимированные сухопродукты в трехслойные металлизированные пакеты с азотным наполнением весом от 2 г до 5000 г, в зависимости от продукта.

В результате многолетних исследований разработана энергосберегающая технология солнечно-воздушной сушки товарного урожая и побочного сырьясеменоводства дыни. Выполнение общих требований технологии солнечно-воздушной сушки дыни обеспечит получение высоковитаминного экологически безвредного продукта для населения при максимальном использовании естественных факторов: солнце, ветер и относительная влажность воздуха. Получение сушёного продукта из товарного урожая дыни с использованием солнечной энергии заключается в использовании своевременно не реализованного в установленные сроки стандартного, нестандартного урожая массовых и зачистных сборов, а также использование сырья семеноводства дыни, это позволяет сделать производство дыни безотходным. Продолжительность сушки зависит от толщины слоя на решете или подносе и составляет от 6 до 9 суток.

Сушёная или вяленая дыня имеет светло-жёлтый или светло-коричневый цвет, на ощупь мягкая. Полученный продукт дыни характеризуется высоким качеством и хорошими питательными свойствами. Содержание основных химических веществ в сушёной продукции возрастает в 8−9 раз по сравнению со свежим сырьём. Количество нитратов не превышает предельно-допустимой концентрации. Для длительного сохранения сушёного продукта немаловажное значение имеет тара, упаковка, способы и условия хранения. Для сушёной дыни следует использовать мягкую тару. Готовая к употреблению продукция расфасовывается и упаковывается в стандартную тару, обладающую высокойпроницаемостью для кислорода и выделением из упаковки углекислого газа.

Герметичная и вакуумная упаковка, по данным наших исследований, позволяла сохранять сушёный продукт в течение года без изменения пищевых и вкусовых качеств, а также основных химических веществ. качество дыня растительный сушка Правильный выбор тары и упаковки позволяет увеличить продолжительность хранения сушёной дыни без изменения её питательной ценности и кулинарных качеств. Условия хранения продукции при герметичной упаковке в не отапливаемом сухом помещении при относительной влажности воздуха 70−75% и температуре 0…10єС. При этих условиях исключается прохождение ферментативных реакций (прогоркание) и отпотевание продукта, аследовательно, развитие микробиологической порчи, что увеличивает продолжительность хранения до года, сохранение питательной ценности и кулинарных качеств сушёного продукта.

В сушёной дыне не допускается посторонний запах, наличие амбарных вредителей и следов их жизнедеятельности, наличие заплесневелых или загнивших кусочков (посторонние примеси). Содержание металлопримесей и окалины (с размером отдельных частиц не более 0,3 мм в наибольшем линейном измерении) более 3 мг/кг продукта, а также песка, золы не более 0,01%.

Готовый сушёный продукт дыни по качеству делится на первый и второй сорт. Сортность устанавливается в зависимости от однородности размеров кусочков, наличия мелочи, потемневших, подгоревших и неочищенных участков.

При выделении семян овощных и бахчевых культур образуется большое количество побочного сырья, которое в лучшем случае используется на корм скоту, а большей частью остаётся на месте и гибнет.

Были проведены исследования по разработке и совершенствованию технологических схем обработки сырья семеноводства и производства консервированного продукта.

Из сырья дыни при ручном выделении семян были изготовлены консервы: натуральный дынный сок, дынный мёд, консервированная и маринованнаядыня, цукаты. Технология подготовки сырья аналогична технологииприготовления овощных консервов. Подготовленное сырьё подвергалосьтехнологической обработке (удаление коры, грубых частей, затем отжим, протирка через сито 1 мм, далее ряд операций, обеспечивающих разлив вбанки, закатку, стерилизацию). Консервированные и маринованные продукты хранили в складском помещении при температуре +10…+12єС, продолжительность хранения определялась решением поставленных задач, но не менее 12 месяцев. Уваривание дынного сока с добавлением 6% сахара на медленном огне обеспечивало получение дынного меда янтарной окраски. Использование сырья семеноводства дыни путём сушки и консервирования представляет значительную ценность для общественного питания, особенно для детей и населения Севера. Из товарной, но не востребованной продукции и сырья семеноводства можно получать дешёвые высоковитаминные продукты питания: сушёные дыни, сок, цукаты не требующие больших затрат труда и энергии. Вместе с тем производство дынного мёда сопряжено со значительнымиэнергозатратами. Важным резервом земледелия является применение органическихудобрений — перегноя, навоза, торфа, зеленых удобрений. Вместе с тем отходы при использовании дыни на семеноводство, при механизированной уборке и консервировании составляют от 30 до 45%. Остаётся корка 30−32%, которая содержит азота 1,77, фосфора 0,74, калия 2,27 и золы 1,14 мг/100г.

Использование корки и отходов после машинного выделения семян вкачестве органического удобрения даёт дополнительный резерв полученияпитательных элементов для растения. Можно применять корку и отходысеменоводства дыни при изготовлении компоста. Семена дыни содержат до 25% масла, которое можно использовать как в парфюмерной промышленности, так и в лечебных целях.

Извлечение масла из семян сои можно осуществлять как прессовым (с помощью маслоотжимных прессов), так и в совокупности с экстракционным методами.

Технологический процесс получения дынного масла состоит из шести стадий

1. Очистка семян от примесей.

Семенная масса, поступающая на хранение и переработку, представляет собой неоднородную смесь, состоящую из семян и посторонних примесей. Присутствие примесей снижает производительность технологического оборудования, увеличивает износ рабочих органов машин. Некоторые из примесей придают маслу несвойственную окраску, снижают пищевое достоинство масел, пищевую и кормовую ценность шротов. Наконец, примеси являются источником микроорганизмов в семенной массе, способствуя порче семян при хранении. Оборудование для очистки семян традиционное, часто ограничивается сепараторами типа БЦМ-25.

2. Сушка сырья.

Длительно, устойчиво храниться могут только сухие семена, поэтому масличные семена, поступающие на хранение, должны иметь среднюю влажность примерно на 2−3% ниже критической (14%). Обычно семена сушат смесью воздуха и дымовых газов в промышленных сушилках типа ВТИ, ДСП. Наиболее перспективными являются сушилки, в которых иод-душка семян происходит в так называемом «кипящем» слое. Способ сушки в кипящем слое использован в ротационной сушилке ВНИИЖа.

3. Подготовка масличного сырья к извлечению масла.

В тканях масличных семян запасы масла распределения неравномерно — главная часть его сосредоточена в ядре семян (в зародыше и эндосперме), в то время как плодовая и семенная оболочки содержат относительно небольшое количество масла, имеющего другой липидный состав. В связи с этим при переработке многих масличных семян отделяют от ядра, основной маслосодержащей ткани, низкомасличные внешние (плодовые или семенные) оболочки семян. Для этого применяют машины типа центробежной рушки А1-МРЦ и др.

4. Измельчение семян.

Для извлечения масла из семян дыни необходимо разрушить их клеточную структуру. Конечный результат операции измельчения — перевод масла, заключенного в клетках семян, в форму, доступную для дальнейшей технологической обработки. Нужная степень измельчения сырья достигается механизмами, производящими дробление, раздавливание и истирание семян.

Получаемый после измельчения материал называется мяткой и отличается очень большой удельной поверхностью. Помимо разрушения клеточных оболочек при измельчении нарушается также структура маслосодержащей части клетки, значительная доля масла высвобождается и адсорбируется на поверхности частиц мятки. Для получения мятки применяют двух-, четырехи пятивальцовые станки типа ВС-5 (при влаготепловой обработке семян в котлах и жаровнях) или дробилки типа ДКУ-2 при экструдировании крупы).

• 5. Гидротермическая обработка крупы или мятки. Применяют влаготештовую обработку и жаренье мятки в котлах или жаровнях, либо экструдирование в экструдерах.
• 6. Извлечение масла. Извлечение масла из мезги осуществляется методами прессования маслопрессами и экстракции органическими растворителями.