PL184380B1 - Sposób odwadniania produktu biologicznego - Google Patents

Abstract

1. Sposób odwadniania produktu biologicznego umiesz- c zonego w komorze suszacej, na drodze wprowadzenia gazowe- go czynnika suszacego w kontakt z produktem w kontrolowa- nych warunkach temperatury i wilgotnosci wzglednej czynnika suszacego, które to parametry reguluje sie tak, ze szybkosc usuwania wody z produktu zapewnia minimalizacje uszkodzen struktury komórkowej produktu podczas procesu suszenia, znamienny tym, ze obejmuje trzy kolejne fazy, podczas któ- rych: w pierwszej fazie reguluje sie wilgotnosc wzgledna czyn- nika suszacego tak, aby wzrastala do maksymalnej wartosci zawartej w granicach 30% do 70%, w drugiej fazie utrzymuje sie wilgotnosc wzgledna czynnika suszacego w komorze na zasad- niczo stalym poziomie odpowiadajacym maksymalnej wartosci wilgotnosci wzglednej lub dopuszcza sie jedynie jej stopniowe obnizanie utrzymujac na stalym poziomic wilgotnosc wzgledna czynnika suszacego doprowadzanego do komory, az do mo- mentu, w którym wilgotnosc wzgledna czynnika suszacego w komorze zaczyna opadac lub zaczyna opadac ze wzrastajaca predkoscia, a w trzeciej, ostatniej fazie obniza sie szybko wil- gotnosc wzgledna czynnika suszacego w komorze po rozpocze- ciu opadania wilgotnosci wzglednej czynnika suszacego w komorze lub po zapoczatkowaniu wzrostu szybkosci opadania wilgotnosci wzglednej czynnika suszacego w komorze, az do momentu w którym zawartosc wilgoci w odwadnianym produk- cie zblizy sie do pozadanego poziomu zawartosci wody i szyb- kosc odparowywania wody z produktu stanie sie niezalezna od czynnika suszacego, po czym reguluje sie wilgotnosc wzgledna czynnika suszacego tak, zeby osiagnela wczesniej ustalona wartosc, która zapewnia produkt wysuszony do pozadanej zawartosci wody. Fig . 1 PL PL PL

Description

Wynalazek dotyczy sposobu odwadniania produktu biologicznego, pozwalającego na uzyskanie suszonego produktu odwodnionego do zawartości wody 20% lub mniej.

Istnieje wiele sposobów suszenia produktów takich jak różnego rodzaju żywność, owoce, warzywa i inne substancje biologiczne. Na przykład zgłoszenie WO 89/08229 ujawnia system i sposób suszenia materiału ziarnistego, gdzie materiał ziarnisty jest poddawany działaniu czynnika suszącego, takiego jak azot.

184 380

Znane jest również poddawanie warzyw kriodesykacji. O tej metodzie wiadomo, że powoduje pękanie komórek i wzrost przepuszczalności warzyw dla wody, patrz kolumna 2, wiersze od 15 do 20 publikacji US 4,788,072.

Znane jest także suszenie plastrów owoców lub warzyw przez ich zanurzanie w roztworze cukru, patrz przykładowo publikacja EP-A-0,339,175. Gdy stosuje się roztwór cukru o wysokiej wartości równoważnika dekstrozy (DR), przykładowo o wartości DE wynoszącej 70, cukry o niskiej masie cząsteczkowej są w stanie przenikać do komórek, co powoduje wyższą zawartość cukru. Tak suszone produkty nie mogą mieć aktywności wodnej niższej niż 0,4 i niektóre składniki komórki, jak przykładowo składniki smakowe i zapachowe mogą być nieobecne we wnętrzu komórki.

Gdy stosuje się roztwór cukru o niskiej wartości DE przykładowo, równej 25, następuje ekstrakcja cukrów z produktu. Tak suszony produkt również nie może mieć aktywności wodnej niższej niż 0,4. Ponadto, uważa się, że na skutek ekstrakcji cukrów, charakterystyka smakowa i zapachowa produktu może ulegać zmianie.

Suszenie osmotyczne roztworem cukru uważane jest również za obróbkę wstępną, to znaczy obróbkę powodującą obniżenie zawartości wody w produkcie przed ostateczną obróbką suszącą, taką jak smażenie. Zawartość wody w produkcie suszonym osmotycznie może przez to nie być dostatecznie niska aby zapobiec zepsuciu produktu bez dodatkowych zabezpieczeń takich jak chłodzenie, pakowanie w warunkach sterylności lub dodatek środków konserwujących. Na skutek obróbki produktu płynnym roztworem cukru, cukier może całkowicie wypełnić pustki lub przestrzenie położone pomiędzy sąsiadującymi błonami komórkowymi.

Wiadomo także, że suszy się winogrona przez spryskiwanie ich przed zbiorami mieszanką ułatwiającą usunięcie wody z winogron, patrz publikacja (US 5,068,988). Tak podsuszone winogrona zachowują wystarczająco wysoką zawartość wody, aby wytworzyć dość soku do wyrobu wina. Wina otrzymane z tak suszonych winogron mają wysoką zawartość alkoholu.

Znane jest również suszenie drewna przy utrzymaniu starannie kontrolowanego reżimu temperatury i wilgotności podczas procesu suszenia. Reżim temperatury i wilgotności - specyficzny dla gatunku i wielkości dobiera się tak by zapewnić, że suszenie nie spowoduje wypaczenia produktu w wyniku nadmiernych gradientów temperatury i wilgotności w obrębie materiału. Takie prowadzenie suszenia powoduje, że czas suszenia jest dłuższy niż czas suszenia bez kontroli wilgotności. Szczegóły takich sposobów suszenia są prezentowane w licznych pracach standardowych, przykładowo w wydanym w 1991 r. podręczniku ASHRAE Handbook, HVAC Applications.

Powszechnie akceptuje się w znanym stanie techniki, że „Opierając się na analizie transferu ciepła i masy, najbardziej efektywny system odwadniania utrzymywać będzie maksymalny gradient ciśnienia par oraz maksymalny gradient temperatury pomiędzy powietrzem i wewnętrznymi częściami produktu”, patrz „Wstęp do inżynierii żywności” - R.P. Singh oraz

D.R. Heldman, Academic Press (1993) strona 422.

Panuje powszechna zgoda, że w znanych procesach suszenia, zewnętrzna warstwa produktu staje się zasadniczo nie przepuszczalna dla związków zapachowych, ale nadal przenosi nieco pary wodnej, co pozwala na kontynuowanie procesu suszenia, patrz przykładowo „Odwadnianie żywności”, G.F. Barbosa-Canovas i M. R. Oaks eds., A. I. Ch. E. Symposium, Tom 89 (1993), str. 32.

W końcu, w publikacji zgłoszenia PCT - WO 94/13146, jeden ze współtwórców obecnego wynalazku, ujawnia sposób i urządzenie do odwadniania produktów biologicznych, w którym stosuje się układ zamknięty, aby zapewnić zachowanie smaku i zapachu naturalnego produktu.

Następujące słowa i terminy używane w niniejszym opisie i zastrzeżeniach, mają następujące znaczenie:

„Zawartość wody” niewysuszonej substancji, innymi słowy substancji przed suszeniem, wyrażana jest procentowo w przeliczeniu na całą masę niewysuszonej substancji.

„Zawartość wody” wysuszonej substancji wyrażana jest procentowo w przeliczeniu na masę suchej substancji, z odliczeniem całej wilgoci.

184 380 „Substancja higroskopijna” jest taką substancją, w której zawartość wody wykazuje tendencję do równowagi z jej otoczeniem.

„Aktywność wodna” substancji higroskopijnej jest zdefiniowana jako równowagowa wilgotność względna w układzie zamkniętym i termicznie izolowanym, w którym substancja ta została umieszczona. Pomiar jej powinien mieć miejsce przy minimum przestrzeni otaczającej substancję i generalnie zgodnie z uznaną metodyką pomiaru aktywności wodnej. Tak więc zasadniczo aktywność wodna nie różni się od wilgotności względnej w stanie równowagi z wyjątkiem tego, że jest wyrażana w skali od 0 do 1, zamiast w skali od 0 do 100%. Aktywność wodna mierzy stopień swobody wody zachowanej na różne sposoby, w substancji higroskopijnej.

Aktywność wodna bezpośrednio charakteryzuje fizyczne, mechaniczne, chemiczne i mikrobiologiczne własności higroskopijnej substancji, przykładowo oddziaływania wzajemne takie jak zbrylanie, kohezja, ładunki elektrostatyczne i tym podobne. W przemyśle spożywczym, aktywność wodna jest wielce istotnym czynnikiem wymagającym uwzględnienia przy konserwacji pół gotowych i gotowych produktów.

W szczególności „próg aktywności wodnej dla mechanizmów obniżania jakości” (psucia się) dla określonej higroskopijnej substancji żywnościowej definiuje się jako poziom aktywności wodnej, powyżej którego zaczynają zachodzić w znaczącym stopniu: utlenianie, ciemnienie pod wpływem enzymów, mikrobiologiczne działanie organiczne i inne procesy degradacyjne, upośledzając charakterystykę organoleptyczną i odżywczą tej substancji. Przykładowo, uważa się, że proliferacyjna aktywność mikroorganizmów ulega supresji przy aktywności wodnej poniżej 0,65. Inne procesy degradacyjne stają się progresywnie coraz mniej aktywne, gdy aktywność wody spada w kierunku wartości pomiędzy 0,2 i 0,25 to znaczy w kierunku poziomu odpowiadającego jednowarstwowej zawartości wody.

„Struktura komórkowa” substancji oznacza strukturę komórek substancji, a także oznacza ogólny układ komórek, przez co definiuje międzykomórkowe przestrzenie, kanały lub przejścia między komórkami, zaś nawiązanie do uszkodzenia struktury komórkowej, odnosi się generalnie do uszkodzeń wywołanych w strukturze komórkowej podczas procesu odwadniania, przy czym rozumie się, że komórki i struktura komórkowa w sąsiedztwie powierzchni produktu mogą ulegać uszkodzeniom przed procesem odwadniania, na skutek przykładowo - cięcia substancji lub produktu na plastry lub inne kawałki.

„Integralność komórkowa” substancji odnosi się do stopnia, w jakim struktura komórkowa substancji pozostaje niezmieniona lub nieuszkodzona i w szczególności do stopnia, w jakim ściany komórkowe pozostają nienaruszone z punktu widzenia zachowania organoleptycznej charakterystyki produktu. Zachowanie integralności komórkowej podczas procesu odwadniania definiuje się jako zachowanie struktury komórkowej, jaką substancja miała przed operacją suszenia przez cały czas trwania procesu suszenia, tak aby po zakończeniu procesu suszenia, wysuszony produkt mógł być zrehydratowany zasadniczo do swojej pierwotnej postaci, w zasadniczo wszystkich aspektach.

„Integralność strukturalna” substancji odnosi się do stopnia, w jakim struktura substancji pozostaje niezmieniona lub nieuszkodzona, w tym w zakresie struktury komórkowej. Zachowanie integralności strukturalnej podczas procesu odwadniania definiuje się jako zachowanie integralności struktury komórkowej, jaką substancja miała przed operacją suszenia przez cały czas trwania procesu suszenia, tak aby po zakończeniu procesu suszenia, wysuszony produkt mógł być zrehydratowany zasadniczo do swojej pierwotnej postaci, w zasadniczo wszystkich aspektach. Innymi słowy, w procesie suszenia, który zachowuje strukturalną integralność suszonej substancji, suszenie jest procesem zasadniczo odwracalnym. Dla substancji, które mają budowę komórkową, zachowanie integralności strukturalnej oznacza także zachowanie integralności komórkowej, a innymi słowy utrzymanie ścianek komórek w stanie nienaruszonym i zachowanie międzykomórkowych przestrzeni i przejść. Celem zachowania strukturalnej integralności podczas procesu suszenia jest pomoc w utrzymaniu wyjściowej charakterystyki strukturalnej substancji i ułatwienie transport masy wilgoci z substancji. W żywności i produktach zdrowotnych, przykładowa, początkowa charakterystyka strukturalna obejmuje własności organoleptyczne i odżywcze oraz inne wartości właściwe dla każdego

184 380 produktu w swojej wyjściowej postaci przed wysuszeniem. Zakłada się, że jedynie substancje posiadające stosunkowo wysoki stopień integralności strukturalnej są poddawane sposobowi suszenia według wynalazku, ponieważ w innym przypadku nie mogłyby one ulec rehydratacji do swojej oryginalnej postaci.

„Temperatura degradacji” substancji jest definiowana jako temperatura, powyżej której strukturalna integralność substancji i/lub niektóre z jej chemicznych lub biochemicznych składników mogą ulec nieodwracalnemu uszkodzeniu termicznemu.

Testy organoleptyczne służą jako podstawa analizy sensorycznej wewnętrznej i zewnętrznej jakości materiału. Jakość zewnętrzną ocenia się według jego optycznych i fizycznych własności, odbieranych zmysłami wzroku i dotyku. Własności takie przejawiaaą się w wyglądzie materiału, przykładowo kolorze, wielkości, kształcie i stanie (jednolitość, brak defektów, skaz i plam). Szczególne znaczenie dla suszonych produktów mają barwa (taka jaka była przed suszeniem) i brak zbrązowień, zblaknięć i odbarwień.

Jakość wewnętrzną materiału ocenia się w odniesieniu do jego smaku i zapachu oraz tekstury. Smak i zapach wynikają z właściwości chemicznych i są odbierane głównie za pomocą zmysłów smaku i powonienia, które są ze sobą ściśle powiązane. Smak jest następstwem wrażeń odczuwanych na języku, podczas gdy zapach jest odbierany na skutek stymulacji zmysłu powonienia przez, lotne związki organiczne. W przypadku produktów suszonych, za najbardziej pożądane uważa się zachowanie charakterystyki smakowej i zapachowej właściwej dla materiału w jego stanie wyjściowym. Obecność obcych smaków i zapachów niespecyficznych jest najbardziej niepożądana.

Związki chemiczne, które skład^j^ się na własności aromatyczne produktów roślinnych muszą być lotne z definicji, aby mogły być odbierane w temperaturze, w jakiej dany produkt ma być spożytkowany. Oznacza to, że muszą być one obecne w stanie gazowym lub w stanie pary, aby ich cząsteczki mogły dostać się do przejść nosowych osób odczuwających te aromaty. Generalnie, jedynie bardzo niewielka ilość związków kształtuje główną charakterystykę zapachową substancji. Niektóre lotne związki mogą istnieć jako takie w nienaruszonych tkankach, zaś inne są produktem reakcji enzymatycznej zachodzącej po rozerwaniu komórek substancji. Można zmierzyć precyzyjnie stężenie związków nadających substancji jej charakterystyczny zapach, stosując urządzenia do chromatografii gazowej.

Teksturę najczęściej określa się jako sumę wrażeń, jakie żywność daje w ustach. Jest to kombinacja odczuć odbieranych przez wargi, język, podniebienie i ścianki jamy ustnej, zęby, a nawet uszy. Pożądane jest, aby suszone produkty utrzymywały swoją integralność teksturową, nie były zbyt twarde, zbyt elastyczne, zbyt łamliwe, podczas odgryzania żucia i przełykania.

Ponieważ, własności organoleptyczne substancji, generalnie nierównomiernie ulegają zmianom i ogólnie reagują na różne bodźce w równym stopniu, słuszne jest aby badać tak wiele organoleptycznych właściwości jak to jest praktycznie możliwe, aby ocenić stan degradacji substancji w jak najpełniejszy sposób.

W produktach żywnościowych, ilość kwasu askorbinowego zawarta w suszonym produkcie jest dobrym wskaźnikiem stopnia degradacji jakiej uległ produkt w porównaniu ze stanem wyjściowym. Wynika to z faktu, że kwas askorbinowy jest szczególnie lotny i jest podatny na zanikanie, zwłaszcza w wyższych temperaturach i z upływem czasu (po zebraniu, podczas składowania). Straty kwasu askorbinowego są wyższe w owocach i warzywach o wyższej wartości pH.

,Monowarstwowa zawartość wody ” w produkcie higroskopijnym jest definiowana jako ilość wody, jaką substancja może zachować przy maksymalnej energii wiązania. Taka zawartość wody jest szacowana przez dopasowanie teoretycznego wyrażenia, takiego jak równanie BEY dla sorpcji wilgoci do mierzonej izotermy sorpcji wilgoci dla tej substancji. Patrz przykładowo: BET Monolayer Values in Dehydrated Foods and Food Components, H.A. Iglesias i J.Chirife, Lebensm-Wiss. U.-Technol. Tom 9 (1976) strony 107-113.

Celem wynalazku jest zapewnienie sposobu odwadniania produktu biologicznego, takiego jak przykładowo owoc lub warzywo lub tym podobnego produktu, w którym produkt może być wysuszony do zawartości wody 20% lub niższej, zaś integralność strukturalna pro184 380 duktu przed suszeniem, obejmująca integralność komórkowąjest utrzymana przez cały proces odwadniania.

Celem wynalazku jest opracowanie takiego sposobu odwadniania, w którym uzyskiwany jest suszony produkt biologiczny posiadający po rehydratacji zasadniczo wszystkie własności i charakterystyki oryginalnego produktu przed suszeniem, a w szczególności posiada zasadniczo wszystkie cechy organoleptyczne oraz zachowaną strukturalną integralność.

Sposób odwadniania produktu biologicznego umieszczonego w komorze suszącej, na drodze wprowadzenia gazowego czynnika suszącego w kontakt z produktem w kontrolowanych warunkach temperatury i wilgotności względnej czynnika suszącego, które to parametry reguluje się tak, że szybkość usuwania wody z produktu zapewnia minimalizację uszkodzeń struktury komórkowej produktu podczas procesu suszenia, według wynalazku polega na tym, że obejmuje trzy kolejne fazy, podczas których: w pierwszej fazie reguluje się wilgotność względną czynnika suszącego tak, aby wzrastała do maksymalnej wartości zawartej w granicach 30% do 70%, w drugiej fazie utrzymuje się wilgotność względną czynnika suszącego w komorze na zasadniczo stałym poziomie odpowiadającym maksymalnej wartości wilgotności względnej lub dopuszcza się jedynie jej stopniowe obniżanie się poprzez utrzymywanie na zasadniczo stałym poziomie wilgotności względnej czynnika suszącego doprowadzanego do komory, aż do momentu, w którym wilgotność względna czynnika suszącego w komorze zaczyna opadać lub zaczyna opadać ze wzrastającą prędkością, a w trzeciej, ostatniej fazie obniża się szybko wilgotność względną czynnika suszącego w komorze po rozpoczęciu opadania wilgotności względnej czynnika suszącego w komorze lub po zapoczątkowaniu wzrostu szybkości opadania wilgotności względnej czynnika suszącego w komorze, aż do momentu w którym zawartość wilgoci w odwadnianym produkcie zbliży się do pożądanego poziomu zawartości wody i szybkość odparowywania wody z produktu stanie się niezależna od czynnika suszącego, po czym reguluje się wilgotność względną czynnika suszącego tak, żeby osiągnęła wcześniej ustaloną wartość, która zapewnia produkt wysuszony do pożądanej zawartości wody.

W sposobie według wynalazku, korzystnie, gdy prędkość odparowywania wody z produktu stanie się niezależna od czynnika suszącego, reguluje się wilgotność względną czynnika suszącego tak, żeby asymptotycznie zbliżała się do wybranej, wcześniej ustalonej wartości wilgotności względnej, która zapewnia produkt wysuszony do pożądanej zawartości wody.

Korzystnie, zgodnie z wynalazkiem, proces prowadzi się tak, że wcześniej ustalona wartość wilgotności względnej jest niższa niż równowagowa wilgotność względna produktu, odpowiadająca pożądanej zawartości wody, a różnica pomiędzy wcześniej ustaloną wilgotnością względną czynnika suszącego i równowagową wilgotnością względną produktu odpowiadającą pożądanej zawartości wody zawiera się w zakresie od 20% do 40% wilgotności względnej.

Korzystnie, wilgotność względną czynnika suszącego utrzymuje się na poziomie wcześniej ustalonej wartości wilgotności względnej przez okres czasu w zakresie od 30 minut do 120 minut.

Zgodnie z wynalazkiem, w okresie gdy wilgotność względna czynnika suszącego w komorze asymptotycznie zbliża się do wcześniej ustalonej wartości wilgotności względnej, wprowadza się świeży czynnik suszący w stosunku nie większym niż 5% wagowych masowej szybkości przepływu czynnika suszącego.

Korzystnie, w okresie gdy wilgotność względną czynnika suszącego w komorze utrzymuje się na stałym poziomie lub dopuszcza się jedynie stopniowe obniżanie, utrzymuje się wilgotność względną czynnika suszącego w komorze na poziomie co najwyżej o 50% wilgotności względnej niższym od równowagowej wilgotności względnej produktu.

Korzystnie przy tym, w okresie gdy wilgotność względną czynnika suszącego w komorze utrzymuje się na stałym poziomie lub jedynie stopniowo obniża się, utrzymuje się wilgotność względną czynnika suszącego w komorze na poziomie co najwyżej o 30% wilgotności względnej niższym od równowagowej wilgotności względnej produktu.

Zgodnie z wynalazkiem, w okresie gdy wilgotność względna czynnika suszącego w komorze spada gwałtownie, wilgotność względną czynnika suszącego w komorze utrzy8

184 380 muje się na poziomie co najwyżej o 70% wilgotności względnej niższym od równowagowej wilgotności względnej produktu.

Korzystnie, w okresie gdy wilgotność względna czynnika suszącego w komorze spada gwałtownie, utrzymuje się wilgotność względną czynnika suszącego w komorze na poziomie co najwyżej o 50% wilgotności względnej niższym od równowagowej wilgotności względnej produktu.

W sposobie według wynalazku, korzystnie, czynnik suszący poddaje się recyrkulacji.

Zgodnie z wynalazkiem, korzystnie, przez cały okres, w któiym utrzymuje się wilgotność względną czynnika suszącego w komorze na stałym poziomie odpowiadającym maksymalnej wartości wilgotności względnej wprowadza się świeży czynnik suszący w stałym stosunku, na poziomie co najwyżej 7% wagowych masowej szybkości przepływu czynnika suszącego.

Korzystnie, w okresie, w którym wilgotność względna czynnika suszącego w komorze spada stosunkowo gwałtownie, wprowadza się świeży czynnik suszący w stosunku nie większym niż 21% wagowych masowej szybkości przepływu czynnika suszącego. Korzystnie wprowadza się świeży czynnik suszący w stosunku wzrastającym od początku do końca okresu, podczas którego wilgotność względna czynnika suszącego w komorze spada stosunkowo gwałtownie.

Zgodnie z wynalazkiem, korzystnie, gdy wilgotność względna czynnika suszącego osiągnie swą wartość maksymalną do recyrkulującego czynnika suszącego wprowadza się dodatek świeżego czynnika suszącego.

W sposobie według wynalazki, korzystnie, gazowy czynnik suszący ogrzewa się tak, że temperatura czynnika suszącego kontaktującego się z produktem poddawanym suszeniu jest niższa niż temperaturą w której nastąpiłoby uszkodzenie struktury komórkowej produktu, a temperaturę produktu poddawanego odwadnianiu podwyższa się w kontrolowany sposób podczas trwania procesu suszenią poprzez podwyższenie temperatury czynnika suszącego od pierwszej temperatury do temperatury, która jest bliska maksymalnej temperaturze odwadnianią a wzrost temperatury czynnika suszącego jest taki, że przez cały okres podwyższania temperatury czynnika suszącego występuje różnica temperatury pomiędzy produktem a czynnikiem suszącym i różnica ta mieści się w zakresie 0,1 °Ć do 5°C.

Korzystnie przy tym, czynnik suszący początkowo utrzymuje się w pierwszej temperaturze, aż temperatura w obrębie produktu osiągnie wartość zbliżoną do tej pierwszej temperatuiy.

Korzystnie, pierwsza temperatura wynosi w przybliżeniu 40°C.

Korzystnie, maksymalna temperatura odwadniania nie przekracza 70°C i produkt suszy się do zawartości wody niższej niż 20%. Szybkość podwyższania temperatury czynnika suszącego jest korzystnie przy tym taką że temperatura czynnika suszącego osiąga maksymalną temperaturę odwadniania w przybliżeniu w tym samym czasie, w jakim osiąga się pożądaną zawartość wody w produkcie.

Sposób według wynalazku zapewnia uzyskiwanie suszonego produkt, o zawartości wody niższej niż 20%, zwłaszcza niższej niż 10% w któiym co najmniej 50% komórek nie sąsiadujących z powierzchnią produktu ma nadal zasadniczo nieuszkodzone błony, i w którym woda obecna w produkcie ma aktywność wodną nie przekraczającą 0,7, zwłaszcza nie przekraczającą 0,4.

Woda zawarta w suszonym produkcie ma aktywność wodną nie przekraczającą 0,65, korzystnie nie przekraczającą 0,60, a generalnie, woda zawarta w suszonym produkcie ma aktywność wodną pomiędzy 0,2 i 0,5, a korzystnie - aktywność wodną pomiędzy 0,25 i 0,45, zaś idealnie (zbliżając się do doskonałości) - aktywność wodną pomiędzy 0,3 i 0,4, a zwłaszcza pomiędzy 0,15 i 0,35, najkorzystniej - pomiędzy 0,25 i 0,3.

Sposób według wynalazku pozwala uzyskać zawartość wody w suszonym produkcie niższą niż 10%, a typowo, suszony produkt ma zawartość wody w granicach od 4% do 7%.

Korzystnie, zasadniczo wszystkie komórki w suszonym produkcie uzyskanym sposobem według wynalazku, które nie uległy uszkodzeniu przed suszeniem, pozostająpo suszeniu zasadniczo nieuszkodzone.

184 380

Sposób według wynalazku dotyczy odwadniania produktu biologicznego, przykładowo owocu lub warzywa.

Typowo, suszony produkt uzyskany sposobem według wynalazku ma postać plastrów i generalnie suszony produkt jest otrzymywany z produktu pokrojonego w plastry, zaś grubość plastrów produktu przed odwadnianiem zawiera się w zakresie od 1 mm do 10 mm. Dążąc do doskonałości, grubość plastra przed odwodnieniem leży w zakresie od 3 mm do 7 mm.

Produkt taki zawiera związki, które mogą podlegać eluowaniu w różnych temperaturach, a wagowy stosunek trakcji związków eluowanych w temperaturze pomiędzy 150°C a 200°C do frakcji związków eluowanych w temperaturze pomiędzy 40°C a 100°C jest wyższy niż 0,3. Korzystnie, wagowy stosunek frakcji związków eluowanych w temperaturze pomiędzy 150°C a 200°C do frakcji związków eluowanych w temperaturze pomiędzy 40°C a 100°C jest wyższy niż 0,5. Idealnie, wagowy stosunek frakcji związków eluowanych w temperaturze pomiędzy 150°C a 200°C do frakcji związków eluowanych w temperaturze pomiędzy 40°C a 100°C jest wyższy niż 0,6.

Produkt taki może zawierać również związki, które mogą podlegać eluowaniu w różnych temperaturach, a wagowy stosunek frakcji związków eluowanych w temperaturze pomiędzy 150°C a 200°C do frakcji związków eluowanych w temperaturze do 200°C jest wyższy niż 0,25.

Produkt taki zawiera komórki sąsiadujące z powierzchnią produktu, a komórki te ograniczają przestrzenie międzykomórkowe i co najmniej 50% tych przestrzeni nie jest całkowicie lub niemal całkowicie wypełnionych cukrem. Korzystnie, co najmniej 50% tych przestrzeni wypełnionych jest czynnikiem gazowym. Idealnie, co najmniej 50% objętości tych przestrzeni jest wypełnionych w stosunku co najmniej 50% czynnikiem gazowym.

Przykładowym produktem odwadnianym sposobem według wynalazku produktem jest banan, a suszony produkt ma wyraźne piki na chromatogramie chromatografii gazowej przy wartości czasu retencji 6,1 oraz 7,3 minut. Innymi takimi produktami są: mango, a suszony produkt ma wyraźne piki na chromatogramie chromatografii gazowej przy wartości czasu retencji 6,1 oraz 12,8 minut, ananas, a suszony produkt ma wyraźny pik na chromatogramie chromatografii gazowej przy wartości czasu retencji 6,1 minut, kiwi, a suszony produkt ma wyraźny pik na chromatogramie chromatografii gazowej przy wartości czasu retencji 6,3 minut, papaja, a suszony produkt ma wyraźny pik na chromatogramie chromatografii gazowej przy wartości czasu retencji 6,2 minut, imbir, a suszony produkt ma wyraźne piki na chromatogramie chromatografii gazowej przy wartości czasu retencji 6,3, 8,4 oraz 10,0 minut.

Produkt biologiczny suszony sposobem według wynalazku, o wyżej określonych cechach może stanowić składnik udoskonalonych środków spożywczych i kompozycji spożywczych, korzystnie stanowiących sosy.

Suszony produkt wytworzony sposobem według wynalazku ma szereg zalet. Ma dostatecznie, niską aktywność wodną aby zapewnić długoterminową odporność na degradację w typowych temperaturach składowania, około 20°C do 30°C. Aktywność wodna w zakresie 0,3 do 0,4 zapewnia długoterminową odporność na degradację w takich temperaturach składowania w ciągu stosunkowo długich okresów składowania. W zależności od produktu, przy aktywności wodnej na poziomie do 0,7, niektóre produkty są odporne na degradację i pogorszenie własności w typowych temperaturach składowania, około 20°C do 30°C przez stosunkowo długi okres przechowywania.

W przypadku owoców i warzyw, produkt uzyskany sposobem według wynalazku ma udoskonalone własności organoleptyczne, w porównaniu z produktami suszonymi innymi znanymi sposobami. Uważa się, że przynajmniej częściowo jest wynikiem zachowania integralności strukturalnej, a w szczególności integralności komórkowej produktu. Ogólnie stwierdzono, że w przypadku zachowania integralności komórkowej w co najmniej 50% komórek produktu, w szczególności 50% komórek wewnętrznych, suszony produkt może ulegać rehydratacji tak, aby mieć zasadniczo wszystkie własności i charakterystyki, jakie produkt ten posiadał przed odwodnieniem. Nie ma potrzeby podkreślać, że gdy zachowa się komórkową integralność zasadniczo wszystkich komórek, własności i charakterystyki produktu po rehydratacji jeszcze ściślej zbliżają się do tych cech i charakterystyk, jakie miał produkt przed

184 380 odwodnieniem. Gdy strukturalna integralność zostaje zachowana przez, cały czas trwania procesu dehydratacji, własności i charakterystyki produktu zrehydratowanego jeszcze bardziej zbliżają się do tych własności i charakterystyk, jakie produkt miał przed odwodnieniem.

Wynalazek zapewnia sposób odwadniania produktu, przez wprowadzanie gazowego czynnika suszącego w kontakt z produktem w komorze, w której temperatura i wilgotność względna czynnika suszącego podlega kontroli tak, że szybkość usuwania wody z produktu jest taka, że zapewnia minimalizację uszkodzeń integralności strukturalnej produktu podczas procesu suszenia.

Korzystnie temperaturę i wilgotność względną czynnika suszącego kontroluje się tak, że zachowuje się integralność komórkową co najmniej 50% komórek produktu nie sąsiadujących z powierzchnią produktu podczas procesu suszenia, a idealnie zachowuje się integralność komórkową zasadniczo całego produktu podczas procesu suszenia.

W jednym aspekcie wynalazku szybkość usuwania wody z produktu jest taka, że zapewnia się minimalizację uszkodzeń integralności strukturalnej produktu podczas procesu suszenia. Korzystnie, zachowuje się integralność strukturalną co najmniej 50% komórek produktu nie sąsiadujących z powierzchnią produktu podczas procesu suszenia. Korzystnie, zasadniczo zachowuje się integralność strukturalną produktu podczas procesu suszenia.

W sposobie odwadniania według wynalazku, ustalony jest łagodny reżim suszenia utrzymujący optymalne warunki dla transportu masy wilgoci z produktu poddawanego suszeniu, przy czym zasadniczo zachowana jest integralność strukturalna, zasadniczo całego produktu podczas procesu suszenia. Dzięki stosowaniu dokładnej kontroli temperatury i wilgotności względnej czynnika suszącego, powierzchnia produktu suszonego pozostaje przenikalna dla wody tak, że wilgoć i pary wody przemieszczają się z wnętrza produktu do czynnika suszącego.

Wzmożony transport masy wody z produktu jaki jest następstwem zastosowania łagodnych warunków procesu suszenia prowadzi do znacznie lepszego produktu, jak i zapewnia sprawność procesu suszenia, na skutek ograniczenia zużycia energii.

W obecnym reżimie suszenia unika się poddawania produktu i materiału suszonego termicznemu i ciśnieniowemu działaniu nadmiernego stresu, a zatem utrzymuje się integralność strukturalną i komórkową całego produktu podczas trwania procesu suszenia, jednocześnie utrzymując optymalne warunki transportu ciepła i masy.

W jednym przykładzie wykonania wilgotność względną czynnika suszącego kontroluje się tak, że różnica pomiędzy wilgotnością względną czynnika suszącego i równowagową, wilgotnością względną produktu nie przekracza 70% wilgotności względnej. Korzystnie wilgotność względną czynnika suszącego kontroluje się tak, że różnica pomiędzy wilgotnością względną czynnika suszącego i równowagową wilgotnością względną produktu nie przekracza 60% wilgotności względnej. Korzystnie wilgotność względną czynnika suszącego kontroluje się tak, że różnica pomiędzy wilgotnością względną czynnika suszącego i równowagową wilgotnością względną produktu nie przekracza 50% wilgotności względnej.

W innym aspekcie wynalazku dopuszcza się, że wilgotność względna czynnika suszącego może wzrastać do maksymalnej wartości, która leży w zakresie od 30% do 70%. Korzystnie, maksymalna wartość wilgotności względnej czynnika suszącego w komorze leży w zakresie od 50% do 70%. Korzystniej, maksymalna wartość wilgotności względnej czynnika suszącego w komorze leży w zakresie od 50% do 55%.

W innym przykładzie wykonania wynalazku, odnośnie wartości wilgotności względnej czynnika suszącego osiągającej wartość maksymalną, utrzymuje się zasadniczo stałą maksymalną wartość wilgotności względnej czynnika suszącego w komorze lub dopuszcza się jedynie stopniowe obniżanie przez utrzymywanie zasadniczo stałej wartości wilgotności względnej czynnika suszącego doprowadzanego do komory aż do momentu, gdy wilgotność względna czynnika suszącego w komorze zaczyna opadać lub zaczyna opadać ze zwiększającą się prędkością

Korzystnie dopuszcza się, aby wilgotność względna czynnika suszącego w komorze opadła stosunkowo gwałtownie po zapoczątkowaniu opadania wilgotności względnej czynnika suszącego lub po zapoczątkowaniu opadania wilgotności względnej czynnika suszącego ze

184 380 zwiększoną prędkością, aż do momentu kiedy zawartość wody w produkcie zbliży się do pożądanej zawartości wody a prędkość odparowywania wody z produktu stanie się niezależna od czynnika suszącego.

W jednym aspekcie wynalazku, odnośnie uniezależniania się zasadniczo szybkości odparowywania wody z produktu od czynnika suszącego, kontroluje się wilgotność względną czynnika suszącego tak, że asymptotycznie zbliża się do wcześniej ustalonej wartości wilgotności względnej, która zapewnia produkt wysuszony do pożądanej zawartości wody.

W innym aspekcie wynalazku wcześniej ustalona wartość wilgotności względnej jest niższa niż równowagowa wilgotność względna produktu, odpowiadająca pożądanej zawartości wody, a różnica pomiędzy wcześniej ustaloną wilgotnością względną czynnika suszącego i równowagową wilgotnością względną produktu odpowiadającą pożądanej zawartości wody zawiera się w zakresie od 20% do 40% wilgotności względnej.

Generalnie, różnica pomiędzy wcześniej ustaloną wilgotnością względną i równowagową wilgotnością względną produktu odpowiadającą pożądanej zawartości wody zawiera się w zakresie od 25% do 35% wilgotności względnej, a w wielu przypadkach różnica pomiędzy wcześniej ustaloną wilgotnością względną i równowagową wilgotnością względną produktu odpowiadającą pożądanej zawartości wody wynosi w przybliżeniu 30% wilgotności względnej.

W zależności od produktu, wilgotność względną czynnika suszącego można utrzymywać zasadniczo na poziomie wcześniej ustalonej wartości wilgotności względnej przez okres czasu w zakresie od 30 minut do 120 minut.

W innym przykładzie wykonania wynalazku czynnik suszący poddaje się cyrkulacji przez komorę, zaś szybkość czynnika suszącego względem produktu zawiera się w zakresie od 1 M na sekundę do 3 M na sekundę. Korzystnie czynnik suszący poddaje się cyrkulacji przez komorę tak, że szybkość czynnika suszącego względem produktu zawiera się w zakresie od 1,5 M/sekundę do 2,5 M/sekundę. Korzystniej czynnik suszący poddaje się cyrkulacji przez komorę tak, że szybkość czynnika suszącego względem produktu zawiera się w zakresie w przybliżeniu 2 M/sekundę.

Generalnie, korzystne jest, aby w okresie gdy wilgotność względną czynnika suszącego w komorze utrzymuje się zasadniczo na stałym poziomie lub dopuszcza się jedynie stopniowe obniżanie, wilgotność względna czynnika suszącego, w komorze nie była o więcej niż 50% wilgotności względnej niższa od równowagowej wilgotności względnej produktu, dla zminimalizowania szkód w zakresie integralności komórkowej i strukturalnej produktu. Korzystnie w okresie gdy wilgotność względną czynnika suszącego w komorze utrzymuje się zasadniczo na stałym poziomie lub dopuszcza się jedynie stopniowe obniżanie, wilgotność względna czynnika suszącego w komorze jest nie więcej niż o 40% wilgotności względnej niższa od równowagowej wilgotności względnej produktu, a korzystnie - nie więcej niż o 30% wilgotności względnej niższa od równowagowej wilgotności względnej produktu.

W innym przykładzie realizacji wynalazku, w okresie gdy wilgotność względna czynnika suszącego w komorze spada stosunkowo gwałtownie, wilgotność względną czynnika suszącego w komorze kontroluje się tak, aby wilgotność względna czynnika suszącego w komorze nie była więcej niż o 70% wilgotności względnej niższa od równowagowej wilgotności względnej produktu, dla zminimalizowania szkód w zakresie integralności komórkowej i strukturalnej produktu. Korzystnie w okresie gdy wilgotność względna czynnika suszącego w komorze spada stosunkowo gwałtownie, wilgotność względną czynnika suszącego kontroluje się tak, aby wilgotność względna czynnika suszącego w komorze nie była więcej niż o 60% wilgotności względnej niższa od równowagowej wilgotności względnej produktu, a korzystnie - nie więcej niż o 50% wilgotności względnej niższa od równowagowej wilgotności względnej produktu.

Idealnie jest, gdy czynnik suszący poddaje się recyrkulacji i korzystnie wilgotność względną czynnika suszącego w komorze kontroluje się przez wprowadzanie świeżego czynnika suszącego do recyrkulującego czynnika suszącego, a proporcja, w jakiej świeży czynnik suszący się wprowadza nie przekracza 21% wagowych masowej szybkości przepływu czynnika suszącego.

184 380

W jednym przykładzie realizacji wynalazku proporcja, w jakiej świeży czynnik suszący się wprowadza nie przekracza 15% wagowych masowej szybkości przepływu czynnika suszącego.

W innym przykładzie realizacji wynalazku proporcja, w jakiej świeży czynnik suszący się wprowadza nie przekracza 10% wagowych masowej szybkości przepływu czynnika suszącego.

W dalszym przykładzie realizacji wynalazku proporcja, w jakiej świeży czynnik suszący się wprowadza nie przekracza 7%o wagowych masowej szybkości przepływu czynnika suszącego.

W jeszcze dalszym przykładzie realizacji wynalazku proporcja, w jakiej świeży czynnik suszący się wprowadza nie przekracza 4% wagowych masowej szybkości przepływu czynnika suszącego.

W kolejnym przykładzie realizacji wynalazku świeży czynnik suszący wprowadza się w zasadniczo stałej proporcji, która jest nie wyższa niż 7% wagowych masowej szybkości przepływu czynnika suszącego w okresie, gdy wilgotność względną czynnika suszącego w komorze utrzymuje się na zasadniczo stałym poziomie wartości przy maksymalnej wilgotności względnej.

W innym przykładzie realizacji wynalazku świeży czynnik suszący wprowadza się w zasadniczo stałej proporcji, która jest nie wyższa niż 5% wagowych masowej szybkości przepływu czynnika suszącego w okresie, gdy wilgotność względną czynnika suszącego w komorze utrzymuje się na zasadniczo stałym poziomie wartości przy maksymalnej wilgotności względnej.

W dalszym przykładzie realizacji wynalazku świeży czynnik suszący wprowadza się w zasadniczo stałej proporcji, która jest nie wyższa niż 4% wagowych masowej szybkości przepływu czynnika suszącego w okresie, gdy wilgotność względną czynnika suszącego w komorze utrzymuje się na zasadniczo stałym poziomie wartości przy maksymalnej wilgotności względnej.

W jeszcze dalszym przykładzie realizacji wynalazku świeży czynnik suszący wprowadza się w zasadniczo stałej proporcji, która jest nie wyższa niż 3% wagowych masowej szybkości przepływu czynnika suszącego w okresie, gdy wilgotność względną czynnika suszącego w komorze utrzymuje się na zasadniczo stałym poziomie wartości przy maksymalnej wilgotności względnej.

W kolejnym przykładzie realizacji wynalazku świeży czynnik suszący wprowadza się w zasadniczo stałej proporcji, która jest nie wyższa niż 2% wagowych masowej szybkości przepływu czynnika suszącego w okresie, gdy wilgotność względną czynnika suszącego w komorze utrzymuje się na zasadniczo stałym poziomie wartości przy maksymalnej wilgotności względnej.

W następnym przykładzie realizacji wynalazku świeży czynnik suszący wprowadza się w zasadniczo stałej proporcji, która jest nie wyższa niż 1% wagowych masowej szybkości przepływu czynnika suszącego w okresie, gdy wilgotność względną czynnika suszącego w komorze utrzymuje się na zasadniczo stałym poziomie wartości przy maksymalnej wilgotności względnej.

W innym przykładzie realizacji wynalazku, w okresie gdy wilgotność względna czynnika suszącego w komorze spada stosunkowo gwałtownie, świeży czynnik suszący wprowadza się w proporcji nie większej niż 21% wagowych masowej szybkości przepływu czynnika suszącego.

Generalnie, wprowadza się świeży czynnik suszący i nasila się to od początku do końca okresu, podczas którego wilgotność względna czynnika suszącego w komorze spada stosunkowo gwałtownie.

W praktyce, nie wprowadza się dodatku świeżego czynnika suszącego do recyrkulującego czynnika suszącego aż do momentu, gdy wilgotność względna czynnika suszącego osiągnie swą wartość maksymalną.

W innym przykładzie realizacji wynalazku, w okresie gdy wilgotność względna czynnika suszącego w komorze zbliża się asymptotycznie do wcześniej zadanej wartości wilgotności względnej, świeży czynnik suszący wprowadza się w proporcji nie większej niż 5% wagowych masowej szybkości przepływu czynnika suszącego.

184 380

Korzystnie, sposób według wynalazku realizuje się w specjalnie zaprojektowanym urządzeniu i świeży czynnik suszący wprowadza się przez otwór wlotowy, zaś wyczerpany czynnik suszący usuwa się przez otwór wylotowy, przy czym kontroluje się wielkość otworu wlotowego i otworu wylotowego w funkcji nominalnej eksponowanej powierzchni produktu, zgodnie z Indeksem Modulacji (MI), określonym jako:

MI + Kp x NSP(S_CT + S_ex)/(S_en x S_ex) gdzie: S_en oznacza pole przekroju poprzecznego otworu wlotowego do wpuszczanie świeżego czynnika suszącego,

S_ex oznacza pole przekroju poprzecznego otworu wylotowego do wypuszczanie wyczerpanego czynnika suszącego, zaś

NSP oznacza nominalną eksponowaną powierzchnie produktu, a

Kp oznacza stałą której wartość zależy od suszonego produktu oraz charakterystyki ciśnienie/przepływ czynnika suszącego, i w okresie gdy wilgotność względną czynnika suszącego w komorze utrzymuje się na zasadniczo stałej wartości przy wartości maksymalnej, wartość Indeksu Modulacji zawiera się w granicach od 1.000 do 10.000.

Korzystnie, w okresie gdy wilgotność względną czynnika suszącego w komorze utrzymuje się na zasadniczo stałej wartości przy wartości maksymalnej, wartość Indeksu Modulacji zawiera się w granicach od 2.000 do 8.000.

Korzystnie, temperaturę czynnika suszącego kontroluje się aby nie wzrosła do lub powyżej temperatury degradacji, która spowodowałaby nieodwracalne szkody termiczne w produkcie.

Generalnie, temperatura czynnika suszącego nie przekracza 70°C.

Typowo, czynnik suszący utrzymuje się w temperaturze w zakresie od 40°C do 70°C, a na ogół czynnik suszący utrzymuje się w temperaturze w zakresie od 55°C do 65°C.

W jednym przykładzie realizacji wynalazku, po osiągnięciu maksimum temperaturę czynnika suszącego utrzymuje się na zasadniczo stałej wartości.

Czynnikiem suszącym może być każdy odpowiedni czynnik, jednakże typowo czynnikiem suszącym jest powietrze, a w niektórych przypadkach, czynnikiem suszącym może być powietrze wzbogacone w azot.

Dzięki recyrkulacji czynnika suszącego, sposób według wynalazku osiąga stosunkowo wysoki poziom sprawności (oszczędności) energetycznej. Jednakże energetycznej wydajności sposobu według wynalazku sprzyja szybkość usuwania wody z produktu, co jest możliwe dzięki okoliczności, że kanały i przejścia sąsiadujące z powierzchnią produktu pozostają nieuszkodzone podczas procesu suszenią ułatwiając wydajne usunięcie wody z wnętrza produktu. Tak więc, odpowiednia kontrola temperatury i wilgotności względnej czynnika suszącego zapewnia nie tylko wyższąjakość produktu, lecz także skraca czas suszenia oraz obniża zapotrzebowanie na energię. Kontrolując temperaturę oraz wilgotność względną czynnika suszącego w komorze, aby zapewnić dostatecznie wysoką gęstość pary wodnej w komorze, skutecznie reguluje się szybkość z jaką woda jest uwalniana z produktu przez ograniczenie licznych gradientów temperatury i wilgotności, które towarzyszą usuwaniu wilgoci z substancji higroskopijnych. Właściwa regulacja tych gradientów służy do utrzymania strukturalnej integralności, a w przypadku materiału biologicznego o budowie komórkowej zabezpiecza przed utworzeniem nieprzepuszczalnej warstwy powierzchniowej, która może niekorzystnie wpływać zarówno na suszony produkt, jak i usuwanie wody z wnętrza produktu podczas dalszych faz procesu suszenia.

Dodatkowo, wynalazek zapewnia sposób wytwarzania suchego produktu nielogicznego, o następującej charakterystyce:

zawartość wody pomiędzy 2% i 20%, a korzystnie pomiędzy 2% i 10%, korzystniej niższa od poziomu odpowiadającego progowej wartości aktywności wodnej, przy której zaczyna się pogarszanie suszonego produktu, lecz nie niższej niż granica monowarstwowej zawartości wody,

184 380 zasadniczo wszystkie komórki nie sąsiadujące z eksponowana powierzchnią produktu mają nadal stosunkowo wysoki poziom integralności strukturalnej, co przejawia się w postaci zasadniczo nieuszkodzonej błony komórkowej, oraz produkt ma aktywność wodną niższą niż 0,7, korzystnie aktywność wodna jest niższa niż 0,4, a idealnie - leży w zakresie od 0,3 do 0,4, zaś najkorzystniej ma wartość minimalizującą skutki mechanizmów psucia się produktu.

Generalnie, komórki produktu nie są rozrywane na skutek procesu suszenia realizowanego zgodnie z wynalazkiem. W szczególności błony komórkowe produktu, są na ogół nie uszkodzone. Skutkiem tego wiele organoleptycznych związków i elementów odżywczych uplasowanych wewnątrz lub w błonach komórkowych jest zatrzymanych. Wydaje się, że wiele produktów według wynalazku ma błonę w takim stanie, że organoleptyczne związki są lepiej wyczuwane niż w świeżym stanie, to znaczy że są łatwiej uwalniane w ustach.

W suszonym produkcie uzyskiwanym sposobem według wynalazku zachowanych jest wiele organoleptycznych związków produktu jakie w nim występowały przed suszeniem, w tym związki tworzące bukiet i smak, i korzystnie produkt zawiera istotną część związków smakowych, należących do niżej wrzącej frakcji, typowo o temperaturze wrzenia niższej niż 40°C, zawartych w produkcie, jakie w nim występowały przed ' suszeniem.

Według przykładu realizacji produktu według wynalazku, gdy produkt ten zawiera związki, które mogą być eluowane w różnych temperaturach, stosunek wagowy frakcji związków eluowanych w temperaturze od 150°C do 200°C do frakcji związków eluowanych w temperaturze od 40°C do 100°C jest większy niż 0,3, korzystnie większy niż 0,5, przykładowo pomiędzy 0,6 i 2. Stosunek wagowy frakcji związków eluowanych w temperaturze pomiędzy 15O°C i 200°C do trakcji związków eluowanych do 200°C jest większy niż 0,25, korzystnie większy niż 0,3, przykładowo 0,35-0,4.

Korzystnie, znaczna część przestrzeni lub kanałów pomiędzy komórkami sąsiadującymi z powierzchnią produktu nie jest wypełniona cukrem i ma nadal otwarty charakter. Korzystnie, zasadnicza część przestrzeni lub kanałów zawiera czynnik gazowy taki, jak powietrze, N₂, mieszaniny N + O₂, powietrze wzbogacone tlenem i para wodna lub jeszcze inny. Delikatny charakter sposobu suszenia według wynalazku zmniejsza do minimum degradację ścian komórkowych, przez co zarówno cukry jak i składniki smakowe pozostają raczej wewnątrz komórek niż w przestrzeniach pomiędzy komórkami.

Suszonym produktem według wynalazku może być owocowy lub warzywny produkt żywnościowy taki, jak ananas, banan, papaja, mango, inne owoce tropikalne, arbuz, marchewka, kapusta, seler, papryka, szpinak, fasole, śliwki, jabłka, gruszki, grzyby, winogrona, pomarańcze, cytryny, limony i inne owoce i warzywa, ale mogą to być również zioła, przyprawy, tytoń, krew, sperma, bakterie, mięso, żywność pochodzenia morskiego, liście herbaty, plankton, algi, ziarna kawy, ziama kakao, orzechy, jajka i inna żywność oraz inne produkty biologiczne.

Wynalazek można zaadaptować do celów odwadniania innych produktów i substancji, przykładowo produktów nie zawierających komórek, takich jak związki chemiczne, związki lub preparaty farmaceutyczne, jak również nie-biologiczne produkty i substancje.

W korzystnym przykładzie realizacji sposobu według wynalazku gazowy czynnik suszący ogrzewa się i wprowadza w kontakt z produktem poddawanym suszeniu, a temperatura czynnika suszącego kontaktującego się z produktem poddawanym suszeniu jest niższa niż temperatura degradacji tego produktu, przy czym temperaturę produktu poddawanego odwadnianiu podwyższa się w kontrolowany sposób podczas trwania procesu suszenia, a sposób obejmuje co najmniej jeden etap, w którym temperaturę czynnika suszącego podwyższa się od pierwszej temperatury do temperatury, która może być bliska maksymalnej temperaturze odwadniania, lecz niższa niż temperatura degradacji. W jednym aspekcie wynalazku wskazany wzrost temperatury czynnika suszącego jest taki, że podczas tego etapu występuje różnica temperatury pomiędzy produktem a czynnikiem suszącym, a różnica ta wynosi pomiędzy 0,1 °C i 5°C oraz może być niższa niż 2,5°C oraz może być niższa niż 1,5°C.

Korzystnie, temperaturę czynnika suszącego można podwyższać z prędkością niższą niż 5°C/godzinę.

184 380

Przed tym etapem produkt można poddać odrębnej obróbce, takiej która nie powoduje uszkodzenia komórek produktu przygotowanego zgodnie z wynalazkiem. Przykładowo, czynnik suszący można początkowo utrzymywać w temperaturze 40°C aż do momentu, gdy w produkcie temperatura osiągnie wartość 40°C, a następnie można podgrzewać czynnik suszący z taką prędkością, że różnica temperatury występująca pomiędzy produktem a czynnikiem suszącym jest mniejsza niż 5°C, korzystnie mniejsza niż 2,5°C. Generalnie równomierny i ciągły wzrost temperatury czynnika suszącego powoduje minimalizację szkód w obrębie błon komórkowych, przez co wysoki odsetek tych błon pozostaje w stanie nienaruszonym, podczas gdy wilgoć znajdująca się w obrębie komórek migruje przez nie usuwana jest przez czynnik suszący. Łagodny reżim suszenia, zgodnie z którym utrzymuje się pod kontrolą różnicę temperatur pomiędzy czynnikiem suszącym a produktem, prowadzi w rezultacie do sposobu, w którym składniki decydujące o kolorze i smaku nie są usuwane, zaś woda jest usuwana z komórek.

Zgodnie z obecnym korzystnym przykładem realizacji sposobu według wynalazku, gdy zawartość wody w produkcie poddawanym odwadnianiu jest niższa niż 10%, czynnik suszący ogrzewa się z taką prędkością, że różnica temperatur istniejąca pomiędzy produktem i czynnikiem suszącym jest mniejsza niż 2,5°C. W tym przypadku produkt suszy się wstępnie w temperaturze 40°C do 50°C aż do momentu, w którym produkt osiągnie poziom zawartości wody niższy niż 20%, korzystnie niższy niż 10%.

W jednym alternatywnym przykładzie realizacji wynalazku prędkość wzrostu temperatury czynnika suszącego jest taka, że temperatura czynnika suszącego osiąga maksymalną temperaturę odwadniania w przybliżeniu w tym samym czasie, gdy osiągnie się pożądaną zawartość wody w produkcie.

W innym korzystnym przykładzie realizacji wynalazku prędkość wzrostu temperatury czynnika suszącego jest zasadniczo stała.

Idealnie, maksymalna temperatura dehydratacji jest niższa niż temperatura degradacji produktu.

Generalnie, maksymalna temperatura odwadniania nie przekracza 70°C. Typowo, maksymalna temperatura odwadniania leży w zakresie 40°C do 50°C.

W jednym przykładzie realizacji sposobu według wynalazku produkt suszy się do zawartości wody niższej niż 20%.

W innym przykładzie realizacji wynalazku, produkt suszy się do zawartości wody poniżej 10%.

Korzystnie czynnik suszący poddaje się recyrkulacji. Korzystnie podczas zakończenia procesu suszenia, mniej niż 4% objętościowych świeżego czynnika suszącego dodaje się do czynnika suszącego. Korzystnie pod koniec procesu odwadniania, nie więcej niż 1% wilgotności recyrkulowanego czynnika suszącego wykrapla się z czynnika suszącego poddawanego recyrkulacji.

W innym przykładzie realizacji wynalazku produkt suszy się do zawartości wody poniżej około 10%, a wilgotność względna czynnika suszącego podczas okresu, w którym zawartość wody w produkcie obniża się poniżej około 20% zawiera się w zakresie pomiędzy 10 i 20%.

W dalszym przykładzie realizacji wynalazku produkt suszy się do zawartości wody mniejszej niż 7%.

Ponadto, wynalazek zapewnia suszony produkt wysuszony sposobem według wynalazku.

Obecny wynalazek będzie łatwiej zrozumiały w świetle poniższego opisu kilku nielimitujących przykładów jego realizacji, które przytacza się jedynie przykładowo i omawia w oparciu o załączone rysunki, na których:

Figura 1 przedstawia schemat urządzenia odpowiedniego do prowadzenia procesu odwadniania sposobem według wynalazku,

Figury 2 do 5 przedstawiają w powiększeniu rejon skórki oraz rejon miąższu plasterków jabłka przed suszeniem i po suszeniu, odpowiednio przy zastosowaniu sposobu według wynalazku oraz znanych sposobów,

184 380

Figura 6 przedstawia wykresy wilgotności względnej i temperatury czynnika suszącego oraz równowagowej wilgotności względnej produktu w funkcji czasu, w przykładzie realizacji sposobu odwadniania według wynalazku,

Figura 7 przedstawia wykresy wilgotności względnej i temperatury czynnika suszącego w funkcji czasu, w innym przykładzie realizacji sposobu odwadniania według wynalazku, zaś

Figury 8 do 60 przedstawiają chromatogramy gazowe produktów przed suszeniem oraz po suszeniu z zastosowaniem sposobu suszenia według wynalazku, a także chromatogramy gazowe wszystkich bez wyjątku produktów po poddaniu rehydratacji po ich wysuszeniu z zastosowaniem sposobu suszenia według wynalazku oraz innych sposobów odwadniania.

Przed opisem przykładów ilustrujących sposób suszenia według wynalazku, najpierw opisane zostanie w oparciu o rysunek fig. 1 urządzenie do suszenia, odpowiednie do prowadzenia sposobu według wynalazku. Jest oczywiście zrozumiałe, że proces odwadniania sposobem według wynalazku nie jest ograniczony do przypadku prowadzenia go w urządzeniu pokazanym na rysunku fig. 1, oraz że można stosować wiele innych rodzajów urządzeń.

Urządzenie przedstawione na rysunku fig. 1 obejmuje zamkniętą izolowaną, komorę suszenia 1 z otworem wejściowym 2, zamykanym drzwiami 3 do wprowadzania tac 4, na których umieszcza się produkty przewidziane do odwadniania w komorze 1. W komorze 1 jest otwór wlotowy 5 do wprowadzania gazowego czynnika suszącego do komory 1 oraz otwór wylotowy 6 do usuwania gazowego czynnika suszącego z komory 1. Kanał 7 rozciąga się między wylotem 6 i wlotem 5 i służy do zawracania czynnika suszącego z powrotem do komory 1. Wentylator 8 w kanale 7 wymusza cyrkulację czynnika suszącego przez kanał 7 w kierunku zaznaczonym strzałką A, a następnie przez komorę suszenia 1, także w kierunku zaznaczonym strzałką A. Grzejnik 9 zainstalowany w kanale 7 pomiędzy wentylatorem 8 i wlotem 5 ogrzewa czynnik suszący, gdy jest on zawracany do komory suszenia 1. Skraplacz 10, który może być uruchamiany w celu wykroplenia pewnych ilości wody z czynnika suszącego jest zainstalowany w kanale 1 pomiędzy wentylatorem 8 i grzejnikiem 9.

Wlotowy zawór 11 do wprowadzania do kanału 7 świeżego czynnika suszącego usytuowany jest przed wentylatorem 8. Zawór wlotowy 11 może być połączony bezpośrednio z otaczającym powietrzem do wprowadzania świeżego powietrza do kanału 7 lub alternatywnie może służyć do wprowadzania świeżego czynnika suszącego ze źródła czynnika suszącego 12, przykładowo azotu zawartego w butli gazowej lub innego odpowiedniego pojemnika. Wylotowy zawór 14 do usuwania części czynnika suszącego recyrkulowanego, z kanału 7 usytuowany jest pomiędzy skraplaczem 10 a grzejnikiem 9.

Środek sterujący, a mianowicie centralny programowalny logiczny sterownik 15, sterowany komputerowo, kontroluje urządzenie odpowiadając na sygnały otrzymywane z czujników, opisanych poniżej, rozmieszczonych we właściwych miejscach w obrębie urządzenia. Przewód sterujący 16 uruchamia i zatrzymuje wentylator 8, pod kontrolą centralnego sterownika 15. Zawory wlotowy 11 i wylotowy 14 są sterowane przez centralny sterownik 15, poprzez przewody sterujące odpowiednio 17 i 17. Przewody sterujące 19 i 20 służą do kontroli odpowiednio grzejnika 9 oraz skraplacza 10.

Czujnik temperatury 22 umieszczony we wlocie 5 do komory suszenia 1 monitoruje temperaturę czynnika gazowego wprowadzanego do komory suszenia 1. Sygnały z czujnika temperatury 22 są kierowane do sterownika 15 przewodem 23. Czujnik wilgotności 25 zainstalowany jest w komorze suszenia 1 i w niniejszym przypadku stanowi go urządzenie psychometryczne do śledzenia wilgotności względnej czynnika suszącego w komorze suszenia 1. Czujnik wilgotności 25 usytuowany jest w komorze suszenia z dala od wylotu 6, lecz w kierunku wylotu 6. Przewód 26 przekazuje sygnały z czujnika wilgotności 25 do sterownika 15. Czujnik wilgotności 27 usytuowany jest w kanale 7 za skraplaczem 10, w jego sąsiedztwie i służy do śledzenia wilgotności względnej czynnika suszącego, jaka panuje w skraplaczu 10. Także czujnik wilgotności 27 stanowi urządzenie psychometryczne. Przewód 28 przekazuje sygnały z czujnika wilgotności 27 do sterownika 15.

Czujnik 30 ubytku wody w produkcie, którym jest urządzenie z ogniwem obciążnikowym, usytuowane jest w komorze suszenia 1 w celu monitorowania całkowitego ciężaru produktu poddawanego suszeniu dla ustalania aktualnej zawartości wody z produktu stosownie

184 380

Μ do zaawansowania procesu sussenia. W przykładach opisanych poniżej czujnik. 30 ubjlku wody nie był wykorzystywany dla ustalania aktualnej zzwaatośśi wody z produkku stosownie do zaawansowania procesu sussema. W opisanych j^c^nż^ijj czujnik 30 ubytku wody nie był wykorzystywany, a raczej - jak to zostanie omówione poniżej równowagowa wilgotność względna produktu była monitorowana, ponieważ zawartość wody jest funkcją równowagowej wilgotności względnej. Czujnik 30 ubytku wody w produkcie jest zainstalowany w komorze suszenia 1 tak, że tace 4, a których rozłożony jest produkt, oparte są na czujniku 30 ubytku wody w produkcie. Przewód 31 przekazuje sygnały z czujnika 30 ubytku wody w produkcie do sterownika 15. Podczas procesu odwadniania, ciężar produktu na tacach 4 ulega zmianie, przez co można oszacować ubytek wody w produkcie. Ponieważ zawartość suchej masy w produkcie można oszacować przez ogrzewania próbki produktu w temperaturze około 100°C w próbie laboratoryjnej, przez okres czasu wskazany w uznanej metodyce prowadzenia próby, zawartość wody w produkcie można ustalić z wagi produktu, którą śledzi się za pomocą czujnika 30 ubytku wody w produkcie, w miarę postępu procesu suszenia.

W odpowiedzi na sygnały otrzymywane z czujnika temperatury 22, czujników wilgotności 15 i 27 oraz z czujnika 30 ubytku wody w produkcie, sterownik 15 reguluje pracę wentylatora 8, grzejnika 9 oraz zaworów wlotowego 11 i wylotowego 14. Gdyby okazało się pożądane uruchomienie skraplacza 10, skraplacz 10 jest również sterowany za pomocą sterownika 15 w oparciu o sygnały otrzymywane z tych czujników.

Przy kontrolowaniu pracy zaworów wlotowego 11 i wylotowego 14, reguluje się powierzchnię przekroju otworów dla świeżego czynnika suszącego oraz zużytego czynnika suszącego. Powierzchnia przekroju jest powierzchnią otworu dla odpowiedniego czynnika, pod kątem prostym do strumienia tego czynnika. Powierzchnia przekroju otworu regulowanego za pomocą zaworu wlotowego 11 jest w dalszej części opisu określona jako Se„, zaś powierzchnia przekroju otworu regulowanego za pomocą zaworu wylotowego 14 jest w dalszej części opisu określana jako Se_X. W pewnych przypadkach, zawory wlotowy 11 i wylotowy 14 mogą pozostawać zamknięte prze cały lub część okresu. trwania procesu. Połączenie spadku ciśnienia na wentylatorze 8 łącznie z drobnymi nieszczelnościami i pęknięciami, jakie w naturalny sposób mogą wystąpić w kanale 7 oraz w komorze suszenia 1, mogą zapewnić dostateczną wymianę czynnika suszącego, a mianowicie suszącego powietrza na świeże powietrze, aby zapewnić wydajny przebieg procesu odwadniania w urządzeniu suszącym przedstawionym na rysunku fig. 1, bez potrzeby otwierania zaworów wlotowego i wylotowego, odpowiednio 11 i 14. Istotna zdolność powietrza do przenoszenia pary wodnej w podwyższonych temperaturach przyczynia się również do możliwości prowadzenia procesu suszenia sposobem według wynalazku z małym dodatkiem lub całkowicie bez dodatku świeżego powietrza oraz niewielkiego tylko ulatniania się z urządzenia powietrza suszącego zawierającego wilgoć.

Przykłady realizacji sposobu odwadniania według wynalazku w urządzeniu przedstawionym na rysunku fig. 1 zostaną teraz omówione w odniesieniu do procesu suszenia produktów owocowych i warzywnych. Jednakże dla fachowców w tej dziedzinie będzie oczywistym, że te procesy suszenia zrealizowane mogą być w dowolnym innym odpowiednim urządzeniu. W tych przykładach procesu odwadniania czynnikiem suszącym jest powietrze. Omawiany sposób odwadniania można prowadzić pod ciśnieniem niższym lub wyższym od ciśnienia atmosferycznego, jednakże korzystnie prowadzi się proces odwadniania zasadniczo pod ciśnieniem atmosferycznym, lub ciśnieniem nieznacznie przekraczającym ciśnienie atmosferyczne, przykładowo do 1,2 x 10⁵ Pa. W przykładach dotyczących sposobu odwadniania opisanych poniżej ciśnienie czynnika suszącego w komorze suszącej 1 utrzymuje się na poziomie nieco wyższym od ciśnienia atmosferycznego.

W korzystnym przykładzie realizacji sposobu według wynalazku proces zachodzi w czterech fazach, a mianowicie:

Faza 1 - faza wzrostu temperatury,

Faza 2 - faza wysokiej wilgotności,

Faza 3 - faza obniżania wilgotności oraz

Faza 4 - faza asymptotyczna.

184 380

Brak jest ostrych punktów rozdzielających odpowiednie fazy i raczej fazy przechodzą stopniowo jedna w drugą. Dla ułatwienia zrozumienia obecnego sposobu odwadniania według wynalazku, te cztery fazy opisane są poniżej pod odpowiednimi, wyodrębnionymi podtytułami oraz w oparciu o rysunek fig. 6. Rysunek fig. 6 ilustruje parametry, a mianowicie temperaturę oraz wilgotność względną czynnika suszącego, monitorowane w trakcie procesu odwadniania sposobem według wynalazku, któremu poddawano jabłka odmiany IDARED. Na rysunku fig. 6 zilustrowano także równowagową wilgotność względnąjabłek podczas procesu odwadniania. Krzywa A ilustruje przebieg temperatury czynnika suszącego w zależności od czasu. Krzywa B stanowi wykres wilgotności względnej czynnika suszącego w zależności od czasu. Krzywa D jest wykresem równowagowej wilgotności względnej jabłek w zależności od czasu. Krzywą A opracowano na podstawie sygnałów otrzymywanych z czujnika temperatury 22 zainstalowanego w komorze suszącej 1. Wilgotność względną czynnika suszącego, zilustrowaną krzywą B stanowiły odczyty czujnika wilgotności 25 w komorze suszącej 1. Równowagową wilgotność względną jabłek zilustrowaną krzywą D ustalano w półgodzinnych interwałach czasowych w trakcie trwania procesu suszenia. Co pół godziny pobierano próbkę jabłek i ustalano dla niej równowagową wilgotność względną Jabłka IDARED pokrojone były w plastry o grubości około 3 mm i wprowadzone do komory suszenia 1 na dwóch tacach 4 jak zilustrowano na rysunku fig. 1.

Faza 1 - faza wzrostu temperatury

W fazie 1 wentylator 8 wymusza cyrkulację czynnika suszącego, zaś wymiana czynnika suszącego z otaczającą atmosferą jest zminimalizowana. Innym słowy zawory wlotowy 11 oraz wylotowy 14 są zamknięte, a jedyna wymiana czynnika suszącego z otaczającą, atmosferą następuje przez pęknięcia i nieszczelności kanału 7 oraz komory suszenia 1. Czynnik suszący jest podgrzewany, aby doprowadzić do wzrostu temperatury czynnika suszącego do pierwszej zadanej wartości, która - chociaż niższa - jest stosunkowo bliska maksymalnej temperaturze odwadniania, w której prowadzi się proces odwaniania. Maksymalna temperatura odwadniania nie powinna nigdy przekroczyć i korzystnie powinna być niższa niż temperatura degradacji suszonego produktu. Faza 1 zasadniczo zaczyna się po umieszczeniu produktu poddawanego suszeniu w komorze suszenia 1 i zamknięciu drzwi 3. Różnica temperatury pomiędzy czynnikiem suszącym i produktem nie powinna powodować uszkodzenia strukturalnej integralności produktu w wyniku nadmiernego stresu termicznego. Typowo, produkt wprowadza się do komory suszenia 1 gdy temperatura czynnika suszącego wynosi około 40°C. Faza 1 trwa do momentu aż temperatura czynnika suszącego osiągnie pierwszą zadaną wartość oraz wilgotność względna czynnika suszącego osiągnie pierwszą zadaną wartość, która będzie wartością maksymalną do jakiej dopuszcza się wzrost wilgotności względnej czynnika suszącego. Pierwsze zadane wartości temperatury oraz wilgotności względnej czynnika suszącego zależne są od produktu poddawanego suszeniu. Pierwsza zadana wartość temperatury może zawierać się od 50°C do 70°C, zaś pierwsza zadana wartość wilgotności względnej czynnika suszącego może zawierać się od 30% do 70%.

W przykładzie zilustrowanym na rysunku fig. 6, pierwsza zadana wartość temperatury oznaczona literą E wynosi około 60°C, a pierwsza zadana wartość wilgotności względnej czynnika suszącego oznaczona literą F wynosi około 55%. Tak więc po osiągnięciu przez czynnik suszący temperatury 60°C oraz wilgotności względnej 55% kończy się pierwsza faza i następuje druga faza procesu, która zostanie opisana poniżej.

Podczas pierwszej fazy, kiedy temperatura czynnika suszącego osiąga pierwszą zadaną wartość, grzejnik 9 jest sterowany, aby utrzymać temperaturę czynnika suszącego zasadniczo na poziomie pierwszej zadanej wartości. Dodatkowo, podczas pierwszej fazy wilgotność względna czynnika suszącego może ulegać fluktuacji, jednakże nie jest dopuszczalne, aby przekroczyła pierwszą zadaną wartość i w razie potrzeby można to osiągnąć przez zapewnienie dostatecznej wymiany czynnika suszącego z atmosferą przez zawory wlotowy i wylotowy, odpowiednio 11 i 14. Gdy temperatura oraz wilgotność względna czynnika suszącego w komorze suszenia 1 osiągnie odpowiednie pierwsze zadane wartości, dostosowuje się ustawienie grzejnika 9, zaworów wlotowego 11 i wylotowego 14 w sposób pozwalający na utrzymanie temperatury i wilgotności względnej czynnika suszącego zasadniczo na poziomie pierwszych

184 380 zadanych wartości w miarę jak proces przechodzi w fazę drugą. Wartość równowagowej wilgotności względnej produktu pod koniec pierwszej fazy oznaczona jest liter^_ C na krzywej D pokazanej na rysunku fig. 6, i wynosi około 93%.

Jak omówiono to wyżej, ciśnienie czynnika suszącego w komorze suszenia 1 utrzymuje się na poziomie nieco wyższym od ciśnienia atmosferycznego i w przypadku, gdyby zaobserwowano tendencję do narastania nadciśnienia czynnika suszącego w komorze suszenia 1, wartość zostałaby skorygowana za pomocą zaworu do obniżania ciśnienia (nie pokazanego na rysunku).

Pierwsza faza procesu suszenia w przykładzie zilustrowanym na rysunku fig. 6 trwała około 30 minut.

Faza 2 - faza wysokiej wilgotności

Podczas drugiej fazy, generalnie, utrzymuje się stały przepływ czynnika suszącego, zbliżony do przepływu podczas pierwszej fazy, także prędkość czynnika suszącego nad eksponowanymi powierzchniami produktu utrzymuje się na podobnym poziomie szybkości jak podczas fazy pierwszej. Temperaturę oraz wilgotność względną czynnika suszącego utrzymuje się na zasadniczo stałym poziomie, odpowiednich pierwszych zadanych wartości. Osiąga się to przez utrzymanie takiego nastawienia grzejnika oraz zaworów wlotowego i wylotowego, odpowiednio 11 i 14, na jakie były one nastawione pod koniec pierwszej fazy. Druga faza kończy się, gdy w produkcie brakuje dostępnej wilgoci, aby utrzymać zasadniczo stałą wilgotność względną czynnika suszącego bez zmiany szybkości przepływu czynnika suszącego lub stopnia wymiany czynnika suszącego z otoczeniem. Koniec drugiej fazy określa się jako moment, w trakcie procesu, gdy wilgotność względna czynnika suszącego zaczyna gwałtownie spadać lub - jeśli wilgotność względna czynnika suszącego wcześniej zaczęła obniżać się, koniec drugiej fazy wyznacza moment, w którym szybkość z jaką spada wilgotność względna czynnika suszącego zaczyna istotnie wzrastać. Na krzywej B na rysunku fig. 6 koniec drugiej fazy zaznaczono literą G. W tym momencie faza druga jest dopełniona.

Generalnie, produkt poddawany suszeniu będzie zawierał pewną ilość wody swobodnej, a koniec fazy drugiej, generalnie przypada na moment w którym ta swobodna woda zostanie usunięta. Generalnie to w tym właśnie momencie szybkość parowania wody z produktu spada poniżej wartości szybkości usuwania pary, którą zasadniczo utrzymuje się w fazie drugiej. Wartość równowagowej wilgotności względnej produktu w punkcie końcowym fazy drugiej oznaczona jest literą K na krzywej D na rysunku fig. 6.

Podczas drugiej fazy, wilgotność względna czynnika suszącego może nie pozostawać całkowicie stała. Jednakże, jak można zauważyć na rysunku fig. 6, wilgotność względna podczas drugiej fazy pozostaje zasadniczo stała przez początkową część drugiej fazy, i zaczyna stopniowo obniżać się w trakcie drugiej części fazy drugiej. Jednakże w takich przypadkach, jak to omówiono wyżej, koniec drugiej fazy wyznaczy moment, w którym szybkość opadania wilgotności względnej czynnika suszącego zacznie podwyższać się wyraźnie.

Jeśli okaże się to pożądane można dla drugie fazy ustalić szereg zadanych wartości temperatury i wilgotności względnej i gdy w produkcie nie będzie dostatecznej ilości wilgoci, aby utrzymać wilgotność względną czynnika suszącego na ostatniej zadanej wartości, przyjąć, że ten właśnie moment wyznacza koniec drugiej fazy.

Jak wskazano wyżej, wilgotność względną czynnika suszącego utrzymuje się na zasadniczo stałym poziomie bliskim wartości maksymalnej wilgotności względnej w czasie drugiej fazy, to znaczy w fazie wysokiej wilgotności. Osiąga się to przez nastawienie zaworów wlotowego 11 i wylotowego 14 do kontroli wymiany czynnika suszącego z atmosferą na końcu pierwszej fazy. Stwierdzono, że istnieje zależność między powierzchnią, przez którą czynnik suszący wymieniany jest z atmosferą a nominalną powierzchnią eksponowaną produktu, który jest wystawiony na oddziaływanie czynnika suszącego w komorze suszenia i dla utrzymania zasadniczo stałej wartości wilgotności względnej w drugiej fazie. Zależność tę można wyrazić jako Indeks Modulacji (MI). Indeks Modulacji jest równy stałej pomnożonej przez pole nominalnej powierzchni produktu podzielonej przez pole S.

W obecnym przypadku, zakładając, że nie ma nieszczelności w kanale 7 oraz w komorze suszenia 1 powierzchnia S, przez którą czynnik suszący wymieniany jest z atmosferą jest

184 380 równa (S_en x S_ex)/(S_en + S_ex). Indeks Modulacji może być zatem wyrażony następującym wzorem:

MI = Kp x NSP/S = KpxNSP(S_en+S_ex)/(S_CTxS_ex) gdzie

Kp oznacza stałą, której wartość zależy od szczególnego rodzaju suszonego produktu oraz charakterystyki ciśnienie/przepływ czynnika suszącego oraz wentylatora 8, zaś

NSP oznacza nominalną eksponowaną, powierzchnię produktu.

Wartość Indeksu Modulacji podczas drugiej fazy procesu odwadniania korzystnie utrzymuje się w zakresie

1.000 < MI < 10.000 a korzystniej utrzymuje się ją w zakresie 2.000 < MI < 8.000

Celem ustanowienia kontroli nad szybkością parowania jest osiągnięcie jak najszybszego (z możliwych) usunięcia wody z towarzyszącym temu utrzymaniem integralności strukturalnej, osiągnięcie optymalnej retencji wyjściowych własności strukturalnych produktu poddawanego suszeniu.

Zamiast lub równocześnie z kontrolowaniem wilgotności względnej czynnika suszącego zawracanego do komory suszenia 1 poprzez sterowanie wymianą czynnika suszącego przez świeży czynnik suszący, wilgotność względną czynnika suszącego można regulować za pomocą skraplacza 10.

W przykładzie zilustrowanym na rysunku fig. 6, druga faza trwała siedemdziesiąt pięć minut.

Faza 3 - faza obniżania wilgotności

Trzecia faza procesu odwadniania rozpoczyna się po zakończeniu fazy drugiej, innymi słowy, gdy szybkość z jaką wilgotność względna czynnika suszącego w komorze suszenia zaczyna się obniżać istotnie, podczas gdy zarówno temperatura czynnika suszącego w komorze suszenia oraz szybkość czynnika suszącego pozostają na zasadniczo stałym poziomie. W trzeciej fazie dopuszcza się dalszy spadek wilgotności względnej czynnika suszącego w komorze suszenia. Jednakże szybkość z jaką ta wilgotność względna może obniżać się pozostaje pod kontrolą, tak, żeby szybkość odparowywania wody z produktu nie przekroczyła szybkości odparowywania, która mogłaby spowodować uszkodzenie integralności strukturalnej produktu. Szybkość z jaką wilgotność względna czynnika suszącego może obniżać się w trzeciej fazie sterowana jest poprzez regulowanie wymiany czynnika suszącego z atmosferą za pomocą zaworów wlotowego 11 i wylotowego 14. Jednocześnie, w niektórych przypadkach można zmieniać temperaturę czynnika suszącego podczas trzeciej fazy, pod warunkiem, że nie przekroczy ona temperatury degradacji produktu poddawanego suszeniu.

Podczas trzeciej fazy korzystnie moduluje się szybkość odparowywania wilgoci z produktu w celu utrzymania gradientów temperatury i wilgotności względnej pomiędzy czynnikiem suszącym i produktem w granicach, które pozwolą na maksymalizację szybkości odparowywania wody z produktu a jednocześnie pozwolą uniknąć szkód w zakresie integralności strukturalnej produktu. Granice te są zmienne dla różnych przypadków i zależą także od sposobu przygotowania produktu do suszenia oraz od końcowej pożądanej charakterystyki wysuszonego produktu. Jednakże dla każdego przypadku (produktu) granice te są identyfikowalne. Generalnie, proporcja wprowadzania świeżego czynnika suszącego do recyrkulowanego czynnika suszącego wzrasta w miarę postępu zaawansowania trzeciej fazy.

Ważne jest, aby monitorować temperaturę czynnika suszącego jak najściślej w czasie trzeciej fazy, ponieważ efekt chłodzenia będący następstwem parowania słabnie w miarę trwania procesu odwadniania. W celu uniknięcia niepożądanemu wzrostowi temperatury podczas trzeciej fazy ogrzewanie czynnika suszącego, generalnie, redukuje się i można także zredukować szybkość cyrkulacji czynnika suszącego.

Trzecia faza trwa aż do momentu kiedy szybkość odparowywania wody z produktu wyraźnie się obniża niezależnie od proporcji wymiany czynnika suszącego na świeży czynnik suszący. W przykładzie zilustrowanym na rysunku fig. 6, koniec fazy trzeciej oznaczono jako

184 380 punkt H na krzywej B odpowiadającej wilgotności względnej. Punkt I na krzywej D wskazuje równowagową, wilgotność względną produktu na koniec fazy trzeciej.

Trzecia faza, w przykładzie zilustrowanym na rysunku fig. 6, trwała około 1 i pół godziny.

Faza 4 - faza asymptotyczna

Czwarta faza rozpoczyna się po zakończeniu trzeciej fazy. Podczas czwartej fazy wilgotność względna czynnika suszącego asymptotycznie zbliża się do wcześniej ustalonej wartości, pozostającej poniżej równowagowej wilgotności względnej produktu, która odpowiada pożądanej finalnej zawartości wody w produkcie. Typowo, różnica pomiędzy wartością wcześniej ustalonej wilgotności względnej czynnika suszącego oraz ostateczną równowagową, wilgotnością względną produktu w temperaturze prowadzenia procesu jest rzędu 30% wilgotności względnej, chociaż wartość ta zmieniać się będzie w zależności od produktu a także zmieniać się będzie w zależności od finalnej zawartości wody do jakiej produkt jest suszony. Równowagowa wilgotność względna produktu podczas czwartej fazy jest wzrastająco zależna od temperatury czynnika suszącego w komorze suszenia oraz monowarstwowej zawartości wody w produkcie oraz wzrastająco niezależna od proporcji wymiany czynnika suszącego z atmosferą. Koniec czwartej fazy następuje, gdy równowagowa wilgotność względna produktu osiąga równowagową wilgotność względną, odpowiadającą pożądanej finalnej zawartości wody w produkcie, pod warunkiem, że zawartość wody w produkcie jest taka sama w obrębie całego produktu.

Czwarta faza w przykładzie zilustrowanym na rysunku fig. 6 trwała około jednej godziny i trzech kwadransów.

Istnieje minimalna zawartość wody, którą można osiągnąć dla produktu w czwartej fazie, a jej poziom zależy od czynników, które obejmują monowarstwową zawartość wody produktu poddawanego suszeniu, wilgotność względną czynnika suszącego wprowadzanego do komory suszenia 1 oraz temperaturę czynnika suszącego w komorze suszenia 1.

Mimo, że sposób według wynalazku może powodować niższą szybkość usuwania wilgoci z produktu w początkowej części cyklu odwadniania, całkowity czas suszenia do momentu osiągnięcia zadanej finalnej zawartości wilgoci w produkcie jest w większości przypadków zdecydowanie krótszy niż w znanym sposobie suszenia owiewowego w strumieniu ciepłego powietrza. Stwierdzono, że sposób suszenia według wynalazku można zakończyć w czasie tak krótkim, że stanowi on jedną dziesiątą czasu potrzebnego na wysuszenie produktu metodą kriodesykacji.

Sposób odwadniania według wynalazku, obejmujący powyższe cztery fazy był zrealizowany w urządzeniu przedstawionym na rysunku fig. 1. We wszystkich przypadkach dwie tace 4 podtrzymujące odpowiednie porcje produktu wprowadzono do komory suszenia 1 przez otwór 2, zamykając następnie szczelnie drzwi 3. Uruchomiono wentylator 8 aby spowodować cyrkulację czynnika suszącego przez komorę suszenia z masową szybkością przepływu wystarczającą do spowodowania, aby czynnik suszący przemieszczał się nad eksponowaną powierzchnią produktu z szybkością około 2 M na sekundę. Taką szybkość utrzymywano podczas wszystkich czterech faz procesu suszenia. Zawór wlotowy 11 oraz zawór wylotowy 14 były zamknięte, aby zachować czynnik suszący w komorze suszenia i kanale 7. Włączono grzejnik 9, aby podwyższyć temperaturę czynnika suszącego do pierwszej zadanej wartości temperatury. Pozwolono wzrosnąć wilgotności względnej czynnika suszącego do pierwszej zadanej wartości wilgotności względnej. Na tym etapie zakończyła się faza pierwsza i rozpoczęła faza druga. Bezpośrednio po rozpoczęciu drugiej fazy uruchomiono zawór wlotowy 11 oraz zawór wylotowy 14 tak, aby utrzymać zasadniczo stały poziom wilgotności względnej czynnika suszącego w komorze suszenia na poziomie pierwszej zadanej wartości oraz kontrolowano pracę grzejnika, aby utrzymywać temperaturę czynnika suszącego w komorze suszenia 1 na zasadniczo stałym poziomie na czas trwania drugiej fazy. Ustawienie zaworów 11 i 14 ustalono pierwotnie stosując wzór na Indeks Modulacji. Po ustawieniu zaworów wlotowego 11 i wylotowego 14 na początku drugiej fazy, nie zachodziła potrzeba dalszego dostosowywania i wilgotność względna czynnika suszącego w komorze suszenia miała tendencję do pozostawania na zasadniczo stałym poziomie. Proces przeszedł z drugiej do

184 380 trzeciej fazy, gdy wilgotność względna czynnika suszącego w komorze 1 zaczęła obniżać się lub zaczęła obniżać się bardziej gwałtownie niż obniżała się podczas ostatniej części fazy drugiej.

Podczas trzeciej fazy zawory wlotowy 11 i wylotowy 14 kontrolowano, aby utrzymać gradient wilgotności względnej pomiędzy czynnikiem suszącym w komorze suszenia 1 i produktu taki, aby różnica między wilgotnością względną czynnika suszącego i produktu nie przekroczyła wartości, która mogłaby spowodować szkodę w integralności strukturalnej produktu, jak to wcześniej opisano. Osiągnięto to poprzez ciągłą zmianę ustawienia zaworów wlotowego 11 i wylotowego 14 tak, aby zwiększać proporcję w jakiej dodawany jest świeży czynnik suszący do recyrkulowanego czynnika suszącego.

W trakcie czwartej fazy wilgotność względna czynnika suszącego w komorze suszenia zaczęła asymptotycznie zbliżać się do wcześniej ustalonej wartości wilgotności względnej czynnika suszącego, a zawór wlotowy 11 i wylotowy 14 oraz grzejnik 9 kontrolowano i ustawiono odpowiednio dla utrzymania proporcji w jakiej świeży czynnik suszący wprowadzano do recyrkulowanego czynnika suszącego oraz stosowano podgrzewanie czynnika suszącego, aby utrzymać wilgotność względną czynnika suszącego na zasadniczo stałym poziomie wcześniej ustalonej wartości wilgotności względnej. Wilgotność względną czynnika suszącego utrzymywano na poziomie wcześniej ustalonej wartości wilgotności względnej przez okres dostateczny do osiągnięcia przez równowagową wilgotność względną produktu poddawanego suszeniu wartości, która odpowiada pożądanej finalnej zawartości wody w produkcie.

Wracając do rysunku fig. 6, który ilustruje parametry czynnika suszącego w czasie trwania czterofazowego procesu suszenia, w którym plastry jabłka suszono do ostatecznej zawartości wody wynoszącej około 5,5% wagowych. Aktywność wodna suszonych jabłek wynosiła 0,272. Sposobem zilustrowanym na rysunku fig. 6 suszone były jabłka odmiany IDARED z chłodni, gdzie przechowywane były przez około sześć miesięcy. Jabłka pokrojone były w plasterki o grubości około 3 mm i umieszczone w komorze suszenia na dwóch tacach 4. Całkowita nominalna powierzchnia produktu wystawiona na działanie czynnika suszącego wynosiła 19 M2 Ładunek produktu na dwóch tacach był rozłożony tak, że długość ładunku w kierunku przepływu powietrza przez komorę suszenia 1, a mianowicie w kierunku zaznaczonym strzałką A była tak krótka jak to tylko możliwe dla zminimalizowania gradientu wilgotności względnej czynnika suszącego w poprzek produktu. Czynnik suszący cyrkułował przez komorę suszenia z masową szybkością przepływu dostateczną do spowodowania, aby czynnik suszący przemieszczał się nad eksponowaną powierzchnią produktu z szybkością około 2 M na sekundę.

Bardziej szczegółowe omówienie plastrów suszonego jabłka podane jest poniżej w oparciu o dane zgromadzone w tabeli 1. Pokrótce, w pierwszej fazie procesu suszenia doprowadzono do wzrostu temperatury czynnika suszącego do pierwszej zadanej wartości temperatury, wynoszącej około 60°C. Wilgotność względną, czynnika suszącego podwyższono do pierwszej zadanej wartości wynoszącej około 55%. Na koniec pierwszej fazy równowagowa wilgotność względna produktu wynosiła około 93%. Podczas drugiej fazy procesu, utrzymywano zasadniczo stałą temperaturę na poziomie pierwszej zadanej wartości, zaś wilgotność względna przez większość drugiej fazy utrzymywana była na zasadniczo stałym poziomie około 55%. Pod koniec drugiej fazy wilgotność względna czynnika suszącego spadła do około 50%, a równowagowa wilgotność względna jabłek wynosiła około 84%. Podczas drugiej fazy, następowała wymiana czynnika suszącego z atmosferą zaś proporcja w jakiej dodawano świeżego powietrza do czynnika suszącego wynosiła około 2% masowej szybkości przepływu czynnika suszącego. Podczas drugiej fazy różnica pomiędzy wilgotnością względną czynnika suszącego oraz równowagową wilgotnością względną produktu nie przekraczała 35% wilgotności względnej.

Podczas trzeciej fazy procesu suszenia, dopuszczono spadek wilgotności względnej z taką szyb^<^^ί^i^ią że różnica pomiędzy wilgotnością względną czynnika suszącego i równowagową wilgotnością względna jabłek nie przekraczała 47% wilgotności względnej. W celu osiągnięcia tego szybkość wymiany czynnika suszącego z atmosferą stopniowo zwiększano w czasie trzeciej fazy tak, że pod koniec trzeciej fazy świeże powietrze dodawano do czynnika

184 380 suszącego w proporcji około 3,5% masowej szybkości przepływu czynnika suszącego. Podczas trzeciej fazy, temperatura czynnika suszącego pozostawała zasadniczo stała, na poziomie w przybliżeniu pierwszej zadanej wartości, a mianowicie około 60°C i wzrosła stopniowo w miarę zbliżania się do końca fazy trzeciej do temperatury około 61°C. Na koniec trzeciej fazy wilgotność względna czynnika suszącego wynosiła około 13%, zaś równowagowa wilgotność względna plastrów jabłek wynosiła około 60%.

Podczas czwartej fazy dopuszczono do spadku wilgotności względnej czynnika suszącego i do asymptotycznego zbliżania się do wcześniej ustalonej wartości około 7%. Wilgotność względną czynnika suszącego utrzymywano zasadniczo na poziomie wcześniej ustalonej wartości około 7% przez okres około 40 minut. W rezultacie otrzymano plastry suszonego jabłka o równowagowej wilgotności względnej około 38%, co odpowiada pożądanej finalnej zawartości wody 5,5% i aktywności wodnej około 0,272%. Podczas czwartej fazy temperatura pozostawała zasadniczo stała na poziomie około 61°C. Spadek temperatury na krzywej A pod koniec czwartej fazy jest wynikiem otwarcia drzwi 3 komory suszącej 1 w celu usunięcia z komory suszonych jabłek. Pod koniec czwartej fazy różnica pomiędzy wilgotnością względną czynnika suszącego i równowagową wilgotnością względna produktu wynosiła około 30% wilgotności względnej.

Na rysunku fig. 7 przedstawiono dwa wykresy, a mianowicie krzywą A - wykres temperatury oraz krzywą B - wykres wilgotności względnej czynnika suszącego w innym przykładzie realizacji czterofazowego sposobu według wynalazku, w którym suszono plastry jabłka (odmiana Cultivar Jonagold) o grubości 3 mm. Chociaż plastry jabłka suszone w tym przykładzie realizacji wynalazku pochodziły z jabłek innej odmiany niż odmiana IDARED, suszonej w przykładzie realizacji sposobu według wynalazku, zilustrowanego na rysunku fig. 6, generalna struktura komórek i inne strukturalne cechy (charakterystyka) obu odmian jabłek była zasadniczo podobna. Jak można odczytać na podstawie rysunku fig. 7 czas trwania procesu suszenia w tym przykładzie realizacji wynalazku wynosił około dwie i pół godziny. Był to czas znacznie krótszy niż czas trwania procesu opisanego w odniesieniu do rysunku fig. 6, który wynosił około 5 godzin. Za przyczynę skrócenia czasu suszenia w procesie zilustrowanym na rysunku fig. 7 w dużym stopniu uznać można fakt, że proporcje wymiany czynnika suszącego na świeży czynnik suszący były w przybliżeniu podwojone przez cały czas trwania procesu. Innym czynnikiem mającym wpływ na skrócenie czasu suszenia była okoliczność, że dopuszczono stopniowy wzrost temperatury czynnika suszącego od około 60°C do około 64°C podczas drugiej połowy trzeciej fazy i w czwartej fazie procesu. Z powodu podwyższenia proporcji wymiany czynnika suszącego na świeży czynnik suszący, wilgotność względna czynnika suszącego osiągnęła jedynie maksymalną wartość około 49%. Chociaż maksymalna wartość wilgotności względnej jest przy 49% niższa niż maksymalna wartość około 55% w procesie zilustrowanym na rysunku fig. 6, niższa wartość maksymalnej wilgotności względnej była nadal wystarczająca do uniknięcia szkód w obrębie komórkowej integralności oraz strukturalnej integralności produktu, a dodatkowo miała skutek przyspieszenia szybkości usuwania wody z produktu w fazie drugiej i trzeciej. Jednakże przeprowadzone doświadczenia wykazują, że jakiekolwiek istotne obniżenie maksymalnej wartości wilgotności względnej znacznie poniżej 49% nie powoduje dalszego skrócenia czasu trwania procesu. Faktycznie, czas trwania suszenia przy niższej maksymalnej wartości wilgotności względnej może być albo podobny do tego, jaki wskazano dla procesu zilustrowanego na rysunku fig. 7 lub może być wyższy. Najwyraźniej, przy wartościach maksymalnej wilgotności względnej dużo niższych niż 49%, szkody w obrębie integralności komórkowej i strukturalnej produktu będą stawały się coraz bardziej wyraźne. Jest to - jak się uważa spowodowane nadmiernymi różnicami pomiędzy wilgotnością względną czynnika suszącego oraz równowagową wilgotnością względną produktu. Tak więc, generalnie, stwierdzono, że zalecane jest prowadzenie sposobu według wynalazku przy maksymalnej wartości wilgotności względnej czynnika suszącego w granicach 50% do 60% , a korzystnie w granicach 50% do 55%.

W przykładzie realizacji sposobu opisanym w oparciu o rysunek fig. 7, równowagowa wilgotność względna plasterków jabłka nie była monitorowana. Jednakże, istnieje przekonanie, że krzywa ilustrująca równowagową wilgotność względną produktu zasadniczo miałaby ten sam przebieg co równowagowa wilgotność względna produktu przedstawiona na rysunku fig. 6, z tąjedynie modyfikacją, jaka wynikałaby ze skrócenia czasu trwania procesu suszenia.

Krzywe temperatury i wilgotności względnej czynnika suszącego oraz równowagowej wilgotności względnej produktu podczas procesu suszenia owoców i warzyw innych niż jabłka z zastosowaniem czterofazowego procesu według wynalazku, chociaż nie zilustrowane rysunkami, są zasadniczo podobne do tych pokazanych na rysunkach fig. 6 i 7. Generalnie, jedyne różnice dotyczą czasu suszenia i maksymalnej wartości temperatury i wilgotności względnej, które zależne są od produktu poddawanego suszeniu oraz od zabiegów jakim poddano te produkty przed suszeniem, jak również od pożądanej finalnej zawartości wody w produkcie. Jednakże, generalnie, maksymalna wartość wilgotności względnej czynnika suszącego będzie leżała w zakresie od 50% do 55%, a początkowa wartość maksymalna temperatury czynnika suszącego będzie - generalnie - w zakresie od 60°C do 70°C, zaś w końcowej części cyklu suszenia typowo pod koniec trzeciej fazy oraz w fazie czwartej, dopuszcza się wzrost temperatury do maksymalnej wartości około 65°C.

Aby przeprowadzić porównanie pomiędzy produktem według wynalazku i innymi suszonymi produktami, suszonymi innymi znanymi sposobami, plastry jabłek suszone przy zastosowaniu czterofazowego procesu opisanego z odwołaniem się do rysunku fig. 6 porównano z podobnymi plastrami jabłek które były suszone metodą kriodesykacji (liofilizacji) oraz metodą suszenia owiewowego.

Tabela 1 zawiera wyniki następujących analiz, którym poddano produkty suszone trzema sposobami odwadniania:

zawartość wody w produkcie jabłkowym (W -% wagowe), zawartość suchej masy w produkcie jabłkowym (w tym związki smakowo-zapachowe) (100 - W%), aktywność wodna (A), zawartość kwasu askorbinowego (witaminy C) w% wagowych, wyniki badania wzrokowego struktury komórkowej produktu, frakcja (F) związków eluowanych w zakresie temperatur 0 do 200°C, stosunek (RJ związków eluowanych w temperaturze od 0 do 40°C z ilości suszonego produktu odpowiadającej 100 g suchej masy do związków eluowanych w temperaturze od 0 do 40°C z ilości wyjściowego jabłka odpowiadającej 100 g suchej masy, stosunek (R₂) związków eluowanych w temperaturze od 100 do 150°C z ilości suszonego produktu odpowiadającej 100 g suchej masy do związków eluowanych w temperaturze od 100 do 150°C z ilości wyjściowego jabłka odpowiadającej 100 g suchej masy, stosunek (R₃) związków eluowanych w temperaturze od 150 do 200°C z ilości suszonego produktu odpowiadającej 100 g suchej masy do związków eluowanych w temperaturze od 150 do 200°C z ilości wyjściowego jabłka odpowiadającej 100 g suchej masy, stosunek (R) związków innych niż woda, eluowanych w temperaturze od 0 do 200°C z ilości suszonego produktu odpowiadającej 100 g suchej masy do związków innych niż wodą, eluowanych w temperaturze od 0 do 200°C z ilości wyjściowego jabłka odpowiadającej 100 g suchej masy oraz stosunek R₃/R).

Jak widać z tabeli 1 produkt suszony sposobem według wynalazku zachowuje większą ilość kwasu askorbinowego (witaminy C) oraz wyższą zawartość związków eluowanych w niskiej temperaturze. Te związki podatne na eluowanie w niskiej temperaturze, generalnie są związkami aromatowymi. Dodatkowo, jak to omówiono w oparciu o rysunki fig. 2 do 5 w produkcie suszonym sposobem według wynalazku nie stwierdzono lub stwierdzono jedynie niewielkie uszkodzenia komórek, podczas gdy uszkodzenia komórek wyraźnie są widoczne w produktach które były liofilizowane lub suszone owiewowo. Kolor i tekstura produktu wysuszonego zgodnie ze sposobem odwadniania według wynalazku odpowiadały w wyższym stopniu kolorowi i teksturze produktu przed suszeniem niż kolor i tekstura produktów suszonych z zastosowaniem innych dwóch procesów suszenia.

184 380

Tabela 1

Jabłka EDARED z magazynu

	Świeże jabłka	Produkt suszony według wynalazku	Produkt liofilizowany	Suszenie owiewowe, nie według wynalazku
Zawartość wody W%	86	5,5	2,8	18,6
(100-W)%	15	94,5	97,2	81,4
Aktywność wodna	1,0	0,272	0,191	0,641
Kwas askorbinowy%	100	55	47	11
Komórki	nie uszkodzone	nie uszkodzone	nie uszkodzone	uszkodzone
F 40°C (%)	1,3	4,8	1,8
F40-100°C (%)	94,0	53,9	70,3
F 100-150°C (%)	2,5	6,8	13,8
F 150-200°C (%)	2,1	34,5	14,1
F 150-200°C / F40-100°C	0,02	0,64	0,2
R. (%)	100	94,5	14,6
R2(%)	100	65,6	55
R3 (%)	100	388	66,7
R (%)	100	132	56
R3/R1	1	4,1	4,6

Rysunki 2 do 5 przedstawiają w powiększeniu wyniki analizy mikroskopowej komórek w plastrach jabłek przed suszeniem oraz po suszeniu przy zastosowaniu trzech metod suszenia omówionych przy opisie zawartości tabeli 1. Rysunki fig. 2(a) i 2(b) ilustrują części plastrów jabłka przed suszeniem. Rysunek fig. 2(a) przedstawia strukturę komórkową rejonu plastra jabłka w sąsiedztwie skórki, podczas gdy rysunek fig. 2(b) przedstawia strukturę komórkową plastra jabłka w rejonie miąższu. Rysunki fig. 3(a) i 3(b) ilustrują części plastrów jabłka, odpowiednio w rejonie skórki oraz w rejonie miąższu po suszeniu zgodnie z czterofazowym sposobem według wynalazku. Rysunki fig. 3(c) i 3(d) ilustrują części plastrów jabłka, odpowiednio w rejonie skórki oraz w rejonie miąższu po suszeniu zgodnie z czterofazowym sposobem według wynalazku, a następnie po uwodnieniu (rehydratacji). Rysunki fig. 4(a) i 4(b) ilustrują części plastrów jabłka, odpowiednio w rejonie skórki oraz w rejonie miąższu po liofilizacji. Rysunki fig. 4(c) i 4(d) ilustrują części plastrów jabłka, odpowiednio w rejonie skórki oraz w rejonie miąższu po liofilizacji, a następnie po uwodnieniu (rehydratacji). Rysunki fig. 5(a) i 5(b) ilustrują części plastrów jabłka, odpowiednio w rejonie skórki oraz w rejonie miąższu po suszeniu owiewowym. Rysunki fig. 5(c) i 5(d) ilustrują części plastrów jabłka, odpowiednio w rejonie skórki oraz w rejonie miąższu po suszeniu owiewowym, a następnie po uwodnieniu (rehydratacji). Wszystkie analizy mikroskopowe plastrów jabłka w rejonie skórki prowadzone były przy powiększeniu 280 x. Wszystkie analizy mikroskopowe plastrów jabłka w rejonie miąższu prowadzone były przy powiększeniu 140 x. Należy zaznaczyć, że analizy prowadzone były dla różnych plastrów. Mimo tego, nadal możliwe jest przeprowadzenie wiążącej analizy porównawczej wyników.

Porównując rejony skórki na plastrach jabłek przed i po suszeniu sposobem według wynalazku, mianowicie ilustracje fig. 2(a) oraz 3(a) można zauważyć, że nie wystąpiły szkody lub powstały jedynie niewielkie uszkodzenia w obrębie struktury komórkowej plastrów jabłka w rejonie skórki podczas procesu suszenia sposobem według wynalazku. Ponadto, porównując rejon skórki plastrów jabłka zilustrowany na rysunku fig. 3(c), przedstawiający plaster suszony sposobem według wynalazku, a następnie poddany rehydratacji, można zauważyć, że struktura komórkowa po uwodnieniu wraca zasadniczo do struktury tego rejonu przed suszeniem.

184 380

Ścianki komórek mają zasadniczo normalny wypukły kształt, a błona komórkowa każdej komórki, jest generalnie w swojej normalnej pozycji w sąsiedztwie ściany komórki. Ponadto, woskowa warstwa powierzchni skórki oraz związki odpowiedzialne za barwę widoczne wewnątrz kilku komórek sąsiadujących ze skórką są zasadniczo niezakłócone, podczas gdy istotnie zaburzenia można wykryć w analogicznych rejonach produktu suszonego metodą świewowąśraz metodą liofilizacji.

Ciągłe linie na rysunkach fig. 2 do 5 ilustrują ścianki komórek, zaś linie częściowo przerywane ilustrują błonę komórkową każdej komórki. Na rysunkach fig. 2(a) i 2(b) jedynie ściany komórek zilustrowane ciągłymi liniami są widoczne. Powodem tego jest fakt, że błona w każdym świeżym produkcie lub w produkcie przed suszeniem, generalnie jest w sąsiedztwie ściany komórki. Tak więc w częściach plastrów jabłek zilustrowanych na rysunkach fig. 2(a) i 2(b), błona będąca w sąsiedztwie ściany komórki nie jest widoczna na tych dwóch ilustracjach. Idealnie, jeśli produkt ma być uwodniony do jego formy sprzed suszenia, to błona i ściana komórkowa każdej komórki powinny pokrywać się.

Chociaż część błony niektórych komórek w rejonie skórki plastrów jabłka po uwodnieniu - fig. 3(c), nie całkowicie wróciła do ściany komórki, generalnie, błona i ściana komórki w większości komórek pokrywa się.

Podobnie, w dużym stopniu takie same wnioski wysnuć można z porównania pomiędzy rysunkami fig. 2(b), 3(b) i 3(d). Na rysunku fig. 3(b) można zauważyć, że nie wystąpiły szkody lub powstały jedynie niewielkie uszkodzenia w obrębie struktury komórkowej plastrów jabłka w rejonie miąższu po suszeniu sposobem według wynalazku, a po rehydratacji rejon miąższu plastrów jabłka wraca zasadniczo do struktury tego rejonu przed suszeniem. Generalnie, w większości komórek niemal cała błona wraca do ścian komórek.

Z porównania pomiędzy rysunkami fig. 2(a) i 2(b) z jednej strony oraz fig. 4(a) do 4(d) z drugiej strony wynika, że w wyniku suszenia metodą liofilizacji, wystąpiły istotne uszkodzenia komórek zarówno w rejonie skórki jak i w rejonie miąższu. Nie tylko są uszkodzone komórki, lecz błony komórkowe są również przemieszczone po liofilizacji. Zakres szkód można wyraźnie zaobserwować na rysunkach fig. 4(c) i 4(d), gdzie po rehydratacji komórki w rejonie skórki nie wracają do stanu normalnego.

Na rysunku fig. 4(d) można zaobserwować, że podczas gdy niektóre ściany komórek przyjmują wypukły kształt, jaki miały przed liofilizacją, w niemal wszystkich komórkach membrany nie wracają do normy a pozostają wysuszone w głębi komórki. Dodatkowo przestrzenie międzykomórkowe są generalnie powiększone w materiale liofilizowanym w następstwie procesu zamrażania.

Z porównania pomiędzy rysunkami fig. 2(a) i 2(b) z jednej strony oraz fig. 5(a) do 5(d) z drugiej strony widać nieco podobne rezultaty jak z porównania rysunków fig. 2 i 4. Jak widać z rysunku fig. 5(a) w wyniku suszenia metodą owiewową, wystąpiły istotne uszkodzenia komórek w rejonie skórki plastra jabłka. Wyraźnie są widoczne pęknięte ściany komórek w kilku miejscach w produkcie suszonym owiewowo. Jest dodatkowo uwypuklone na rysunku fig. 5(c) po uwodnieniu, gdzie komórki w rejonie skórki plastra jabłka nie wróciły do normy, a ponadto we wszystkich przypadkach błony komórkowe nie wróciły w sąsiedztwo ścian komórek i pozostają zasadniczo w stanie wysuszonym w głębi komórek. Na rysunku fig. 5(b) uszkodzenia komórek w rejonie miąższu plastra jabłka po suszeniu owiewowym są mniej wyraźne. Jednakże po uwodnieniu komórki w rejonie miąższu w plastrze jabłka nie wracają, do normy, ponieważ jak można dostrzec na rysunku fig. 5(d) w niemal wszystkich przypadkach membrana nie wraca w sąsiedztwo ściany komórki, a ponadto ściany komórek nie odzyskują swego normalnego wypukłego kształtu. To niepowodzenie w powrocie komórek do ich normalnego wypukłego kształtu wskazuje, że prężność komórek świeżego produktu została nieodwracalnie uszkodzona.

Badaniom poddano suszony materiał z owoców tropikalnych otrzymany przy użyciu trzech technik. Suszone owoce tropikalne, które suszono sposobem według wynalazku suszone były w czterofazowym procesie odwadniania, zasadniczo podobnym do procesu zilustrowanego na rysunku fig. 6. Dwie inne technologie suszenia obejmowały· liofilizację i suszenie owiewowe, które było prowadzone tak samo jak proces, któremu poddano plastry jabłek,

184 380 o których mowa w tabeli 1. Suszone materiały obejmujące banan, mango, ananas, kiwi, papaję i imbir były przygotowane stosując czterofazowy sposób według wynalazku, materiały suszone owiewowo przygotowane w ISK [Instytut Sadownictwa i Ogrodnictwa] w Skierniewicach, Polska, a liofilizat wyprodukowano w ISK. Wskazane suszone produkty poddano analizie organoleptycznej, fizycznej i chemicznej.

Analizie sensorycznej poddano plasterki świeżych owoców, suszonych owoców suszonych sposobem według wynalazku, suszonych metodą owiewową oraz liofilizowanych, a także plasterki owoców po rehydratacji, stosując skalę ocen. W przeprowadzonych testach stosowano niestrukturowaną skalę liniową (część linii prostej o długości 100 mm z właściwym opisem na krawędziach definiującym jednoznacznie przedmiot oceny). Osoby przeprowadzające badanie zamaczały na takiej skali swoje oceny, stosownie do odczuwanych wrażeń; następnie wyniki testu poddano konwersji do wartości liczbowych, przyjmując cały zakres skali za 10 jednostek umownych. Tabele 2a - 2f zawierają wyniki otrzymane na podstawie średnich dla 10 osób, z których każda otrzymała próbki zakodowane w innej kolejności.

Liczbowe porównanie poziomów chromatogramów związków wydzielanych przez sześć powyższych owoców i bulw oraz marakuję we wskazanych przedziałach temperatur przedstawiono w tabeli 3a. Dane wyrażono w jednostkach integracyjnych na 100 g badanego materiału i na 1 litr powietrza.

Tabela 2a

Banan - zestawienie średnich ocen organoleptycznych

Banan	Wyróżniki
1	2	3	4	5	6	7	8
Owoc świeży		7,98	0,18	0,46	3,44	3,16	8,27	0,55	8,40
Materiał suszony według wynalazku	w stanie suchym	4,03	1,56	0,37	7,16	1,98	3,88	2,21	4,00
po uwodnieniu	1,99	4,65	7,90	1,44	-	1,09	4,16	1,17
Owoc suszony owiewowo (nie według wynalazku)	w stanie suchym	3,98	1,52	3,97	7,77	6,25	3,91	1,61	4,32
po uwodnieniu	1,84	4,87	6,46	2,02	-	1,19	3,19	1,36
Liofilizat	w stanie suchym	3.05	2,44	0,78	5,51	8,13	5,80	1,42	5,15
po uwodnieniu	1,96	3,13	6,79	1,19	-	0,90	3,36	1,20

Wyróżniki jakości:

1. Zapach banana (0-niewyczuwalny, 10-intensywny)

2. Zapach obcy (0-niewyczuwalny, 10-intensywny)

3. Barwa-zbunnatnienie (0-jasna, bez zbrunatnienia, 10-brunatna)

4. Twardość (0-miękki, 10-twardy)

5. Kruchość (0-elastyczny, 10-kruchy)

6. Smak banana (0-niewyczuwalny, 10-intensywny)

7. Smak obcy (0-niewyczuwalny, 10-intensywny)

8. Ocena ogólna (0-niska jakość 10-wysoka jakość)

184 380

Tabela 2b

Mango - zestawienie średnich ocen organoleptycznych

Mango	Wyróżniki
1	2	3	4	5	6	7	8
Owoc świeży		7,38	0,16	0,46	3,68	3,73	8,64	0,27	8,51
Materiał suszony według wynalazku	w stanie suchym	3,28	0,87	1,76	7,42	1,25	4,10	0,39	4,29
po uwodnieniu	1,63	1,95	1,39	0,49	-	1,96	1,71	2,23
Owoc suszony owiewowo (nie według wynalazku)	w stanie suchym	4,62	0,33	0,67	7,69	-	4,83	0,34	5,11
po uwodnieniu	1,94	2,88	0,95	1,52	-	1,86	2,60	2,04
Liofilizat	w stanie suchym	3,04	0,75	0,50	6,02	8,16	5,08	0,38	5,92
po uwodnieniu	0,98	4,89	0,59	0,84	-	0,62	3,42	1,20

Wyróżniki jakości:

1. Zapach mango (0-niewyczuwalny, 10-intensywny)

2. Zapach obcy (0-niewyczuwalny, 10-intensywny)

3. Barwa - zbrunatnienie (0-jasna, bez zbrunatnienia, 10-brunatna)

4. Twardość (0-miękki, 10-twardy)

5. Kruchość (0-elastyczny, 10-kruchy)

6. Smak mango (0-niewyczuwalny, 10-intensywny)

7. Smak obcy (0-niewyczuwalny, 10-intensywny)

8. Ocena ogólna (0-niska jakość 10-wysoka jakość)

Tabela 2c

Ananas - zestawienie ocen organoleptycznych

Ananas	Wyróżniki
1	2	3	4	5	6	7	8
Owoc świeży		7,89	0,95	0,99	3,43	2,43	8,78	0,25	7,66
Materiał suszony według wynalazku	w stanie suchym	6,41	0,24	2,91	7,42	2,27	5,30	0,33	4,82
po uwodnieniu	0,65	3,48	1,04	3,44	-	0,86	3,42	1,20
Owoc suszony owiewowo (nie według wynalazku)	w stanie suchym	4,29	0,55	3,35	7,02	6,51	5,21	0,53	5,79
po uwodnieniu	1,10	3,46	0,46	4,59	-	0,43	3,16	1,13
Liofilizat	w stanie suchym	3,33	0,66	0,05	4,51	9,46	5,29	0,72	6,78
po uwodnieniu	0,66	5,83	0,61	3,34	-	0,32	5,08	0,83

Wyróżniki jakości:

1. Zapach ananasa (0-niewyczuwalny, 10-intensywny)

2. Zapach obcy (0-niewyczuwalny, 10-intensywny)

3. Barwa-zbninaniienie (0-jasna, bez zbrunatnienia, 10-brunatna)

4. Twardość (0-miękki, 10-twardy)

5. Kruchość (0-elastyczny, 10-kmchy)

6. Smak ananasa (0-niewyczuwalny, 10-intensywny)

7. Smak obcy (0-niewyczuwalny, 10-intensywny)

8. Ocena ogólna (0-niska jakość 10-wysoka jakość)

184 380

Tabela 2d

Kiwi - zestawienie średnich ocen organoleptycznych

Kiwi	Wyróżniki
1	2	3	4	5	6	7	8
Owoc świeży		7,96	0,25	5,05	3,06	3,42	8,25	0,48	8,39
Materiał suszony według wynalazku	w stanie suchym	4,38	1,33	8,12	8,13	3,26	5,01	1,05	4,60
po uwodnieniu	3,50	2,14	6,70	0,71	-	2,57	2,49	2,60
Owoc suszony owiewowo (nie według wynalazku)	w stanie suchym	3,82	0,56	5,96	7,43	3,76	5,12	1,07	5,35
po uwodnieniu	3,55	1,73	4,77	1,03	-	2,87	1,63	3,59
Liofilizat	w stanie suchym	4,30	0,83	0,35	4,79	8,37	6,35	0,76	6,50
po uwodnieniu	3,19	2,71	3,24	0,42	-	2,09	2,89	2,15

Wyróżniki j’akości:

1. Zapach kiwi (0-niewyczuwalny, 10-intensywny)

2. Zapach obcy (0-niewyczuwalny, 10-intensywny)

3. Barwa - zbrunatnienie (0-jasna, bez zbrunatnienia, 10-brunatna)

4. Twardość (0-miękki, 10-twardy)

5. Kruchość (0-elastyczny, 10-kruchy)

6. Smak kiwi (0-niewyczuwalny, 10-intensywny)

7. Smak obcy (0-niewyczuwalny, 10-intensywny)

8. Ocena ogólna (0-niska jakość 10-wysoka jakość)

Tabela 2e

Papaja - zestawienie średnich ocen organoleptycznych

Papaja	Wyróżniki
1	7	3	4	5	6	7	8
Owoc świeży		5,96	1,27	1,43	1,88	2,62	7,02	1,37	6,14
Materiał suszony według wynalazku	w stanie suchym	4,31	1,72	1,96	7,17	4,98	4,74	0,57	4,64
po uwodnieniu	5,00	1,39	2,00	1,51	-	2,49	1,44	2,57
Owoc suszony owiewowo (nie według wynalazku)	w stanie suchym	3,97	1,08	1,30	6,93	3,62	4,89	0,98	4,91
po uwodnieniu	3,40	2,31	1,36	1,81	-	2,20	1,93	2,09
Liofilizat	w stanie suchym	2,33	3,49	0,47	3,92	8,81	5,21	1,29	5,90
po uwodnieniu	2,11	4,84	2,48	0,82	-	1,44	2,41	1,73

Wyróżniki jakości:

1. Zapach papai (0-niewyczuwalny, 10-intensywny)

2. Zapach obcy (0-niewyczuwalny, 10-intensywny)

3. Barwa - zbrunatnienie (0-jasna, bez zbrunatnienia, 10-brunatna)

4. Twardość (0-miękki, 10-twardy)

5. Kruchość (0-elastyczny, 10-kruchy)

6. Smak papai (0-niewyczuwalny, 10-intensywny)

7. Smak obcy (0-niewyczuwalny, 10-intensywny)

8. Ocena ogólna (0-niska jakość 10-wysoka jakość)

184 380

Tabela 2f

Imbir -zestawienie średnich ocen organoleptycznych

Imbir	Wyróżniki
1	2	3	4	5
Owoc świeży		8,25	1,30	2,80	3,88	7,12
Materiał suszony według wynalazku	w stanie suchym	8,50	0,58	8,10	8,40	6,44
po uwodnieniu	6,41	1,45	3,04	-	4,71
Owoc suszony owiewowo (nie według wynalazku)	w stanie suchym	8,15	0,78	7,10	8,20	6,89
po uwodnieniu	6,55	1,53	2,60	-	4,55
Liofilizat	w stanie suchym	8,26	0,40	2,25	9,54	8,09
po uwodnieniu	6,21	1,49	2,38	-	4,53

Wyróżniki jakości:

1. Zapach imbiru (0-niewyczuwalny, 10-intensywny)

2. Zapach obcy (0-niewyczuwalny, 10-intensywny)

3. Barwa-zbnmataienie (0-jasna, bez zbrunatnienia, 10-brunatna)

4. Twardość (0-miękki, 10-twardy)

5. Kruchość (0-elastyczny, 10-kruchy)

6. Ocena ogólna (0-niska jakość 10-wysoka jakość)

Uwaga: Ponieważ imbir jest pikantny, oceny organoleptyczne smaku imbiru i smaku obcego nie zostały określone.

Tabela 3a

Gatunek owocu	Materiał do badań	Jednostki integracyjne/100 g materiałiu/1 litr powietrza
1	2	3	4	5	6	7
		do 40°C	40-100°C	100-150°C	150-200°C	Suma
Banan	Owoc świeży		26748	859268	104988	1800	992803
Materiał suszony według wynalazku	suchy	6790	536595	30498	1604	575487
uwodniony	32627	210861	37764	1882	283133
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	suchy	9651	166922	16846	1251	194470
uwodniony	37002	169846	19130	2201	228179
Liofilizat	suchy	10791	175815	25596	1870	214072
uwodniony	53361	194544	28346	2227	278478
Mango	Owoc świeży		30409	2187960	67388	11173	2297230
Materiał suszony według wynalazku		24853	1115610	36929	2612	1180031
uwodniony	15652	486410	18351	17608	538021
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	suchy	10092	389620	18861	1214	419788
uwodniony	20801	485008	21882	21427	549117
Liofilizat	suchy	11647	83841	19425	1329	11642
uwodniony	221021	813584	17517	31151	1083544

cd. tabeli

1	2	3	4	5	6	7
Ananas	Owoc świeży		2652388	1409435	13954	988	4107765
Materiał suszony według wynalazku	suchy	35784	266918	25059	962	332724
uwodniony	37455	167733	12814	3404	221406
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	suchy	4324	77395	24119	1483	107321
uwodniony	-	-	-	-	-
Liofilizat	suchy	12382	223756	49863	1875	287876
uwodniony	845643	1225238	23128	23005	2117014
Papaja	Owoc świeży		44241	115873	9723	10688	180505
Materiał suszony według wynalazku	suchy	65224	1225642	117337	116037	1524240
uwodniony	37984	236664	66855	27728	369231
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	suchy	91344	389998	26840	44398	552580
uwodniony	20834	309857	22098	26266	379055
Liofilizat	suchy	210815	1292847	101964	188652	1794298
uwodniony	40767	873458	71271	100297	1085793
Kiwi	Owoc świeży		26177	522458	78869	36821	664125
Materiał suszony według wynalazku	suchy	41937	838027	84701	48206	1012871
uwodniony	20994	302139	88783	80773	490689
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	suchy	7166	133374	39127	31099	210766
uwodniony	17637	190287	37391	16393	261708
Liofilizat	suchy	65379	809322	172824	60241	1107766
uwodniony	33167	380260	98544	90943	602914
Imbir	Owoc świeży		81457	2868454	186263	143744	3279918
Materiał suszony według wynalazku	suchy	35410	6415635	547090	130020	7128155
uwodniony	22259	2382750	328543	87831	2821383
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	such	35797	981063	83339	74943	1175142
uwodniony	25714	1424850	160946	18462	1629972
Liofilizat	suchy	38034	1753864	203369	161739	2157006
uwodniony	28157	1551262	190494	72531	1842444
Marakuja	Owoc świeży		60421	4039152	126841	29330	4255744
Materiał suszony według wynalazku	suchy	30273	908475	83137	22088	1043973
uwodniony	8543	104654	36850	21001	171048
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	suchy	29449	155702	40386	27165	252702
uwodniony	11751	144101	37612	9248	202702
Liofilizat	suchy	60623	156047	138764	69129	1828923
uwodniony	94142	1325725	91805	39018	1550690

184 380

Tabela 3 b

Gatunek owocu	Materiał do badań	Jednostki integi^:^<^^ji^i^/100 g materiału/1 litr powietrza
do 40°C	40-100°C	100-150°C	150-200°C	Suma
1	2	3	4	5	6	7
Banan	Owoc świeży		108731	3492957	426781	7316	4035785
Materiał suszony według wynalazku	suchy	7320	578477	32879	1729	620405
uwodniony	315236	2037302	364869	18179	2735586
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	suchy	10210	176599	17611	1324	205744
uwodniony	227563	1044564	117650	13539	1403316
Liofilizat	suchy	11086	180619	26295	1921	219921
uwodniony	340312	1240714	180777	14202	1776005
Mango	Owoc świeży		160896	11576507	356551	60703	12154657
Materiał suszony według wynalazku	suchy	26678	1197552	39641	2801	1266675
uwodniony	178273	5539982	309008	200544	6127807
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	suchy	-	415861	70131	1296	448060
uwodniony	305898	7132463	321795	315097	8075253
Liofilizat	suchy	12242	88124	20417	1397	122180
uwodniony	3139509	11560122	248822	442190	15391243
Ananas	Owoc świeży		20402988	10841808	338105	7596	31590497
Materiał suszony według wynalazku	suchy	38239	285230	31053	1028	355550
uwodniony	692321	3100427	236853	62928	4092529
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	suchy	4548	81418	25373	1560	112899
uwodniony	522149	4240161	369343	388692	5520345
Liofilizat	suchy	13086	236478	52698	1982	304244
uwodniony	15047029	21801390	411524	409343	37669292
Papaja	Owoc świeży		456560	1195797	100342	110098	1862797
Materiał suszony według wynalazku	suchy	70627	1327170	127057	125649	1650503
uwodniony	703408	4382660	1238057	513475	6387600
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	suchy	97704	417154	28709	47490	591057
uwodniony	481145	7156053	510350	606602	8754150
Liofilizat	suchy	222028	1361608	107408	198685	1889729
uwodniony	779481	16700926	1362733	1917725	20760865
Kiwi	Owoc świeży		118287	2360859	355488	166386	3001020
Materiał suszony według wynalazku	suchy	45415	907544	91727	52205	1096891
uwodniony	168628	2426819	697051	648776	3941274
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	suchy	7635	142099	41686	33133	224553
uwodniony	158321	1708139	335644	147158	2349262
Liofilizat	suchy	67800	839284	179223	62471	1148778
uwodniony	270093	3096582	802476	740576	4909727

184 380 cd. tabeli

1	2	3	4	5	6	7
Imbir	Owoc świeży		276031	9720277	631185	487101	11114594
Materiał suszony według wynalazku	suchy	37479	6790469	579053	137616	7544617
uwodniony	108582	11623169	1602646	428442	13762839
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	suchy	38434	1053320	89477	80463	1261694
uwodniony	133370	7390301	834784	95757	8454212
Liofilizat	suchy	39365	1815219	210483	167397	2232464
uwodniony	165436	9114347	1119234	426153	10825170
Marakuja	Owoc świeży		273027	18251931	573165	132533	19230656
Materiał suszony według wynalazku	suchy	32863	986186	90248	23977	1133274
uwodniony	46454	565394	199082	113460	924390
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	suchy	31067	164260	42606	28658	266591
uwodniony	59197	725948	18949	46590	1021212
Liofilizat	suchy	63975	1646694	146438	72951	1930058
uwodniony	383627	5402303	374101	158997	6319028

Wyniki są średnią z trzech pomiarów. Analizę przeprowadzono stosując chromatograf gazowy HP z czujnikiem FID.

Dodatkowe liczbowe porównanie poziomów chromatogramów związków lotnych wydzielanych przez te same materiały przedstawiono w tabeli 3b. Dane wyrażone w jednostkach integracyjnych na 100 g badanego materiału i na 1 litr przepuszczanego powietrza, przeliczono na 100 g suchej masy badanego materiału. Wyniki są średnią z trzech pomiarów.

Rysunki fig. 8 do 11 ilustrują chromatogramy wykonane metodą chromatografii gazowej w plasterkach banana przed suszeniem oraz po suszeniu z zastosowaniem trzech sposobów suszenia omówionych w odniesieniu do tabeli 1. Rysunki fig. 12 do 14 ilustrują chromatogramy wykonane metodą chromatografii gazowej także w plasterkach banana po suszeniu a następnie uwodnieniu. Analizę metodą chromatografii gazowej przeprowadzono stosując chromatograf gazowy HP z czujnikiem FID w zakresie temperatur od temperatury pokojowej do 200°C. Czas, jaki w każdym badaniu był potrzebny na sporządzenie chromatogramu jest odłożony na osi x wykresów a jednostką czasu są minuty. Podczas testu temperatura próbek plasterków owocu podnoszona była w kontrolowany sposób od temperatury pokojowej do 200°C. Oś y jest miarą odczytu chromatograficznego mierzonego przez chromatograf gazowy. Skala tych odczytów wyrażona jest w jednostkach urządzenia testowego i jest w każdej próbie zmieniana tak, aby można było zarejestrować najwyższy pik. Numery przypisane do pików na chromatogramach oznaczają czasy retencji wyrażone w minutach, niezbędne do uwolnienia odnośnych lotnych związków. Te czasy retencji w połączeniu z profilem temperaturowym stosowanym w testach pozwalają jednoznacznie przypisać każdy pik określonemu lotnemu związkowi.

Rysunek fig. 8 ilustruje chromatogram wykonany dla plasterka banana przed odwodnieniem. Rysunek fig. 9 ilustruje chromatogram wykonany dla plasterka banana suszonego zgodnie z czterofazowym sposobem według wynalazku. Rysunek fig. 10 ilustruje chromatogram wykonany dla plasterka banana suszonego znanym sposobem suszenia owiewowego. Rysunek fig. 11 ilustruje chromatogram wykonany dla plasterka banana suszonego na drodze liofilizacji. Rysunek fig. 12 ilustruje chromatogram wykonany dla plasterka banana uwodnionego po uprzednim suszeniu zgodnie z czterofazowym sposobem według wynalazku. Rysunek fig. 13 ilustruje chromatogram wykonany dla plasterka banana uwodnionego po uprzednim suszeniu znaną metodą suszenia owiewowego. Rysunek fig. 14 ilustruje chromatogram wykonany dla plasterka banana uwodnionego po uprzednim suszeniu metodą liofilizacji.

184 380

Smak i bukiet zapachu lub charakterystyczny aromat żywności spożywanej w stanie surowym zdominowane są przez lotne związki, które są eluowane, a mianowicie, uwalniane lub aktywowane w temperaturach do 40°C, innymi słowy w temperaturze normalnej temperatury ciała. W związku z tym, podobieństwo pomiędzy chromatograficznymi zapisami eluowania określonych związków ze świeżego owocu lub warzywa, innymi słowy owocu lub warzywa które nie były poddane suszeniu oraz z produktu suszonego stanowi silny wskaźnik tego jak dobrze smak i aromat świeżego owocu zachowany jest w trakcie procesu suszenia. Porównanie chromatogramu otrzymanego metodą chromatografii gazowej z rysunku fig. 8, mianowicie chromatogramu świeżego banana z chromatogramem z rysunku fig. 9 dla banana suszonego sposobem według wynalazku wskazuje, że banan suszony sposobem według wynalazku zatrzymuje zasadniczo wszystkie związki eluowane w temperaturze do 40°C. Ponadto można dostrzec na chromatogramie z rysunku fig. 12, że uwodniony banan, który poprzednio suszony był sposobem według wynalazku także zachowuje zasadniczo wszystkie związki eluowane w temperaturze do 40°C. Z drugiej strony, porównanie chromatogramów z rysunku fig. 10 i 11, które przedstawiają chromatogramy dla banana suszonego znanym sposobem suszenia owiewowego oraz metodą liofilizacji, odpowiednio, oraz chromatogramu z rysunku fig. 8, wykazuje, że po suszeniu znaną metodą suszenia owiewowego oraz po liofilizacji istotna ilość związków eluowanych w temperaturze do 40°C, obecnych w banalnie przed suszeniem jest nieobecna w produkcie po suszeniu. Podobnie porównanie chromatogramów z rysunku fig. 8 z chromatogramami z rysunku fig. 13 i 14, które przedstawiają chromatogramy dla banana uwodnionego, odpowiednio po uprzednim suszeniu znaną metodą suszenia owiewowego oraz metodą liofilizacji wykazuje nieco podobne wyniki do wyników porównania chromatogramu z rysunku fig. 8 z jednej strony oraz z rysunku fig. 10 i 11 z drugiej strony.

Dodatkowo, można stwierdzić na podstawie chromatogramu z rysunku fig. 9, że suszony banan przygotowany sposobem według wynalazku ma wyraźne piki chromatograficzne (chromatografia gazowa) przy czasach retencji 6,110 oraz 7,374 minut.

Główną frakcję związków lotnych stanowiły związki odparowujące w zakresie temperatury od 40°C do 100°C. W świeżych owocach ta frakcja zawiera głównie: ester metylowy kwas butanowego (RT=7,3), związek niezidentyfikowany o RT=10.2, ester propylowy kwasu butanowego (RT=11,9), 2-metylobutanol i/lub 3-metylobutanol (RT=14,8) ester heksylowy kwasu etanowego (RT=16,5). Heksanol (RT=19,3) stanowił główny składnik frakcji 100°C do 150°C. W suszonych bananach suszonych wszystkimi trzema sposobami suszenia, głównym składnikiem frakcji 40°C do 100°C były: etanol (RT=6,1), ester metylowy kwasu butanowego oraz 2-metylobutanol i/lub 3metylobutanol. W suszonym bananie, suszonym sposobem według wynalazku głównymi składnikami wyżej wspomnianej frakcji był związek o czasie retencji RT=11,0 (prawdopodobnie izobutylowy ester kwasu izobutanowego) oraz niezidentyfikowany związek o RT=17,6. W suszonym bananie przygotowanym metodą liofilizacji we frakcji 40°C do 100°C dominowały: ester metylowy kwasu butanowego (RT=7,3) oraz związek niezidentyfikowany o RT=10,5. Po rehydratacji w bananie uprzednio suszonym wszystkimi trzema sposobami stwierdzono spadek w poziomie etanolu, a dominującym związkiem był nadal ester metylowy kwasu butanowego (RT=7,3). Generalnie udział frakcji niskowrzącej (do 40°C) wzrastał w aromacie banana rehydratowanego po uprzednim suszeniu sposobem według wynalazku oraz metodą liofilizacji.

Rysunki fig. 15 do 18 przedstawiają chromatogramy wykonane dla plasterków jabłek IDARED, przygotowane w podobny sposób jak chromatogramy przedstawione na rysunkach fig. 8 do 11. Rysunek fig. 15 ilustruje chromatogram wykonany dla plasterka jabłka przed suszeniem. Rysunek fig. 16 ilustruje chromatogram wykonany dla plasterka jabłka suszonego zgodnie z czterofazowym sposobem według wynalazku. Rysunek fig. 17 ilustruje chromatogram wykonany dla plasterka jabłka suszonego znanym sposobem suszenia owiewowego. Rysunek fig. 18 ilustruje chromatogram wykonany dla plasterka jabłka suszonego na drodze liofilizacji.

Porównanie czterech chromatogramów przedstawionych na rysunkach fig. 15 do 18 wskazuje, że tak jak w przypadku plasterków banan , jabłko suszone sposobem według wynalazku zachowuje znaczną ilość związków lotnych eluowanych w temperaturach do 40°C, podczas gdy jabłka suszone znaną metodą suszenia owiewowego oraz metodą liofilizacji nie zachowują takiej samej ilości tych związków. Jednakże istotną cechą widoczną z porównania chromatogramów na

184 380 rysunkach fig. 15 do 18 jest fakt, że jabłko suszone metodą liofilizacji wykazuje rozwinięcie ważnych pików w wyższych zakresach temperatur, innymi słowy, zakresów temperatur w pobliżu 200°C, które generalnie wiązane są z pojawianiem się obcego smaku. Takie piki nie są obecne na chromatogramach jabłek suszonych sposobem według wynalazku

Można również stwierdzić na podstawie chromatogramu z rysunku fig. 16, że jabłko suszone sposobem według wynalazku ma wyraźne piki chromatograficzne o czasach retencji 1,101,10,186 i 11,834 minut.

Rysunki fig. 19 do 25 przedstawiają chromatogramy wykonane dla plasterków mango, przygotowane w podobny sposób jak chromatogramy dla bananów przedstawione na rysunkach fig. 8 do 14. Innymi słowy rysunek fig. 19 ilustruje chromatogram wykonany dla mango przed suszeniem. Rysunek fig. 20 ilustruje chromatogram wykonany dla mango suszonego zgodnie z czterofazowym sposobem według wynalazku. Rysunek fig. 21 ilustruje chromatogram wykonany dla mango suszonego znanym sposobem suszenia owiewowego. Rysunek fig. 22 ilustruje chromatogram wykonany dla plasterka jabłka suszonego na drodze liofilizacji. Rysunek fig. 23 ilustruje chromatogram wykonany dla mango uwodnionego po uprzednim suszeniu zgodnie ze sposobem według wynalazku. Rysunek fig. 24 ilustruje chromatogram wykonany dla mango uwodnionego po uprzednim suszeniu znaną metodą suszenia owiewowego. Rysunek fig. 25 ilustruje chromatogram wykonany dla mango uwodnionego po uprzednim suszeniu metodą liofilizacji. Porównanie chromatogramów przedstawionych na rysunkach fig. 19 do 23 prowadzi do zasadniczo podobnych wniosków jak wnioski wyciągnięte z porównania chromatogramów fig. 8 do 14 uzyskanych dla bananów, omówionych wcześniej. Dodatkowo na podstawie rysunku fig. 20 można stwierdzić, że mango suszone sposobem według wynalazku ma wyraźne piki na chromatogramach gazowych przy 6,181 i 12,771.

Główną frakcję związków lotnych stanowiły w mango związki odparowujące w zakresie temperatury od 40°C do 100°C. Dominujące związki stwierdzone w tej frakcji dla świeżego owocu stanowią: związki niezidentyfikowane o RT=12,5, RT=12,8 (prawdopodobnie butanol), RT=13,1, RT=14,2 oraz RT 17,0. Związek o RT=t2,7 pozostaje głównym związkiem wydzielanym przez suszone mango, przy suszeniu wszystkimi trzema technikami suszenia. Jednakże w aromatach z suszonego mango otrzymanego sposobem według wynalazku jest także duża ilość etanolu (RT=6,81). Po rehydratacji mango uprzednio suszonego sposobem według wynalazku dominują trzy związki: jeden o RT=9,2 (prawdopodobnie propanol) i dwa inne o RT=15,5 oraz RT=16,6. Po rehydratacji mango uprzednio suszonego znanym sposobem suszenia owiewowego dodatkowo dominował butanol (RT=12,8). Po rehydratacji mango uprzednio suszonego metodą liofilizacji, uwolnione mango staje się bardzo aromatyczne z dużym udziałem związku o RT=4,0 (ester metylowy kwasu etanowego) we frakcji do 40°C. W tym rehydratowanym mango także występuje związek o RT=5,1 (metanol), o RT=9,2 (propanol), o RT-12,3 oraz RT=16,5 we frakcji 40°C do 100°C oraz związki o RT=27,6 i RT=29,9 we frakcji 150°C do 200°C.

Rysunki fig. 26 do 32 przedstawiają chromatogramy wykonane dla papaji, które także odpowiadają chromatogramom przedstawionym na rysunkach fig. 8 do 14. Innymi słowy rysunek fig. 26 ilustruje chromatogram wykonany dla papaji przed suszeniem. Rysunki fig. 27 do 29 ilustrują chromatogramy wykonane dla papaji suszonej zgodnie ze sposobem według wynalazku, znanym sposobem suszenia owiewowego oraz na drodze liofilizacji, odpowiednio. Rysunki fig. 30 do 32 ilustrują chromatogram wykonany dla papaji uwodnionej po uprzednim suszeniu zgodnie ze sposobem według wynalazku, znanym sposobem suszenia owiewowego oraz na drodze liofilizacji, odpowiednio. Porównanie chromatogramów przedstawionych na rysunkach fig. 26 do 32 prowadzi do zasadniczo podobnych wniosków jak wnioski wyciągnięte z porównania chromatogramów fig. 8 do 14 w związku z bananami. Dodatkowo, papaja suszona sposobem według wynalazku ma wyraźne piki na chromatogramach gazowych przy czasach retencji 6,254, 7,941 i 9,323 minut.

Rysunki fig. 33 do 39 przedstawiają chromatogramy wykonane dla plasterków kiwi, które także odpowiadają chromatogramom przedstawionym na rysunkach fig. 8 do 14. Innymi słowy rysunek fig. 33 ilustruje chromatogram wykonany dla kiwi przed suszeniem. Rysunki fig. 34 do 36 ilustrują chromatogramy wykonane dla kiwi suszonego zgodnie ze sposobem

184 380 według wynalazku, znanym sposobem suszenia owiewowego oraz na drodze liofilizacji, odpowiednio, a rysunki fig. 37 do 39 ilustrują chromatogramy wykonane dla kiwi uwodnionego po uprzednim suszeniu zgodnie ze sposobem według wynalazku, znanym sposobem suszenia owiewowego oraz na drodze liofilizacji, odpowiednio. Porównanie chromatogramów przedstawionych na rysunkach fig. 33 do 39 prowadzi do zasadniczo podobnych wniosków jak wnioski wyciągnięte z porównania chromatogramów fig. 8 do 14 dla bananów. Dodatkowo, z chromatogramu fig. 34 wynika, że kiwi suszone sposobem według wynalazku ma wyraźne piki na chromatogramie gazowym przy czasach retencji 6,344, 7,946, 8,649 i 9,336 minut.

Rysunki fig. 40 do 46 przedstawiają chromatogramy wykonane dla imbiru, które odpowiadają chromatogramom przedstawionym na rysunkach fig. 8 do 14. Innymi słowy rysunek fig. 40 ilustruje chromatogram wykonany dla imbiru przed suszeniem, rysunki fig. 41 do 43 ilustrują chromatogramy wykonane dla imbiru suszonego zgodnie ze sposobem według wynalazku, znanym sposobem suszenia owiewowego oraz na drodze liofilizacji, odpowiednio, a rysunki fig. 44 do 46 ilustrują chromatogramy wykonane dla imbiru uwodnionego po uprzednim suszeniu zgodnie ze sposobem według wynalazku, znanym sposobem suszenia owiewowego oraz na drodze liofilizacji, odpowiednio. Porównanie chromatogramów przedstawionych na rysunkach fig. 40 do 46 prowadzi do zasadniczo podobnych wniosków jak wnioski wyciągnięte z porównania chromatogramów fig. 8 do 14 dla bananów. Dodatkowo, z chromatogramu fig. 41 wynika, że imbir suszony sposobem według wynalazku ma wyraźne piki na chromatogramie gazowym przy czasach retencji 5,7-41,6,356,7,996, 8,4^^, 9,407,10,006 i 11,213 minut.

Rysunki fig. 47 do 53 przedstawiają chromatogramy wykonane dla ananasa, które odpowiadają chromatogramom przedstawionym na rysunkach fig. 8 do 14. Innymi słowy rysunek fig. 47 ilustruje chromatogram wykonany dla ananasa przed suszeniem. Rysunki fig. 48 do 50 ilustrują chromatogramy wykonane dla ananasa suszonego zgodnie ze sposobem według wynalazku, znanym sposobem suszenia owiewowego oraz na drodze liofilizacji, odpowiednio, a rysunki fig. 51 do 53 ilustrują chromatogramy wykonane dla ananasa uwodnionego po uprzednim suszeniu zgodnie ze sposobem według wynalazku, znanym sposobem suszenia owiewowego oraz na drodze liofilizacji, odpowiednio. Porównanie chromatogramów przedstawionych na rysunkach fig. 48 do 53 prowadzi do zasadniczo podobnych wniosków jak wnioski wyciągnięte z porównania chromatogramów fig. 8 do 14 dla bananów, a dodatkowo, z chromatogramu fig. 49 wynika, że ananas suszony sposobem według wynalazku ma wyraźny pik na chromatogramie gazowym przy czasie retencji 6,104 minut.

W ananasie przed suszeniem, najintensywniejsza była frakcja do 40°C, z dominującym związkiem o RT=4,9 (ester etylowy kwasu etanowego). We frakcji 40°C do 100°C dominującymi związkami były: RT=7,4 (ester metylowy kwasu butanowego), RT=8,1 (ester metylowy kwasu 2metylobutanowego) i RT=14,0 (kwas heksanowy). W suszonym ananasie otrzymanym znanym sposobem suszenia owiewowego głównym składnikiem był niezidentyfikowany związek o RT=12,6, a w suszonym ananasie suszonym sposobem według wynalazku głównym składnikiem był etanol (RT=6,1). Suszony ananas po liofilizacji zawierał głównie związki o Rt=12,6. Po rehydratacji ananasa uprzednio suszonego znanym sposobem suszenia owiewowego oraz metodą liofilizacji, wzrastał udział związków należących do frakcji do 40°C. W przypadku uwodnionego ananasa suszonego uprzednio znaną metodą suszenia owiewowego, głównymi związkami były niezidentyfikowane związki o RT=9,2 oraz RT=16,5. Dodatkowo, w uwodnionym ananasie suszonym uprzednio znaną metodą suszenia owiewowego były też niezidentyfikowane związki należące do frakcji 150°C do 200°C, które charakteryzowały się czasem retencji RT=27,6 oraz RT=29,8. Głównymi związkami w uwodnionym materiale uprzednio suszonym na drodze liofilizacji były związki o RT=2,8 i RT=3,8 (ester metylowy kwasu etanowego, RT=5,0 (octan etylu), RT=6,1 (etanol), RT=11,2 oraz RT-14,9 (3-metylobutanol).

Rysunki fig. 54 do 60 przedstawiają chromatogramy wykonane dla marakuji, które odpowiadają chromatogramom przedstawionym na rysunkach fig. 8 do 14. Innymi słowy rysunek fig. 54 ilustruje chromatogram wykonany dla marakuji przed suszeniem. Rysunki fig. 55 do 57 ilusttuj ą chromatogramy wykonane dla marakuji suszonej zgodnie ze sposobem według wynalazku, znanym sposobem suszenia owiewowego oraz na drodze liofilizacji, odpowiednio, a rysunki fig. 58 do 60 ilustrują chromatogramy wykonane dla marakuji uwodnionej po uprzednim suszeniu

184 380 zgodnie ze sposobem według wynalazku, znanym sposobem suszenia owiewowego oraz na drodze liofilizacji, odpowiednio. Porównanie chromatogramów przedstawionych na rysunkach fig. 55 do 60 prowadzi do zasadniczo podobnych wniosków jak wnioski wyciągnięte z porównania chromatogramów fig. 8 do 14 dla bananów. Dodatkowo, z chromatogramu fig. 55 wynika, że marakuja suszona sposobem według wynalazku ma wyraźne piki na chromatogramie gazowym przy czasie retencji 6,367, 7,983, 8,682 i 9,375 minut.

W powyższej analizie dokonanej z odniesieniem do rysunków fig. 8 do 60 należy podkreślić, że różne związki, które zidentyfikowano zostały zidentyfikowane na podstawie porównania czasów retencji z czasami odniesienia, opierając się na danych dostępnych w literaturze. Związek z czasem retencji 27,0, ujawniający się na chromatografie gazowym jest estrem etylowym kwasu oktanowego, który stosowany jest jako substancja odnośnikowa. Dodatkowo, należy zauważyć, że skrót RT w powyższych omówieniach rysunków fig. 8 do 60 oznacza „retention time” tj. czas retencji.

Wyniki analizy lotnych związków z zastosowaniem chromatografii gazowej dają świadectwo wpływu technologii suszenia na poziom związków aromatowych w suszonym materiale. Główna frakcja związków lotnych składa się ze związków odparowujących w zakresie temperatury 40°C do 100°C. We wszystkich suszonych materiałach, na skutek przetworzenia technologicznego, występuje spadek poziomu substancji aromatowych. Jednakże suszone owoce i warzywa, które poddano suszeniu sposobem według wynalazku mają najwyższy poziom związków aromatycznych w każdym gatunku owoców i warzyw. Po rehydratacji, wzrost zawartości lotnych związków obserwuje się w przypadku mango i ananasa. Zjawisko to jest najsilniejsze w przypadku mango i ananasa suszonych metodą liofilizacji. Wzrost zawartości lotnych związków w uwodnionym bananie także występuje, przy czym wzrost ten jest najsilniejszy w przypadku rehydratowanego banana uprzednio suszonego sposobem według wynalazku. W tym samym czasie w ocenie organoleptycznej najwyższy poziom obcego zapachu obserwowano w przypadku uwodnionego banana, zaś w przypadku mango i ananasa najwyższy poziom obcego zapach stwierdzono w uwodnionym mango i ananasie, które uprzednio suszone były metodą liofilizacji.

Ocenę barwy prowadzoną dla każdego badanego owocu i bulwy, przy użyciu procedury badawczej właściwej dla Kolorymetru Huntera dla L*, a*, b, przedstawiono w tabeli 4.

Zawartość suchej masy w każdym badanym owocu lub bulwie była oceniana na podstawie osuszenia próbek do stanu zasadniczo całkowitej suchości. Wyniki przedstawiono w tabeli 5. Z tabeli wynika , że dla większoćci badanych owoców, produkty z czterofazowym sposobem według wynalazku mogą ulegać uwodnieniu do zawartości wody bliższej zawartości wody w tym samym produkcie przed suszeniem niż mogły owoce suszone dwoma pozostałymi sposobami. Zdolność suszonego produktu do uwodnienia do stanu zbliżonego do stanu tego produktu przed suszeniem jest wskaźnikiem zachowania własności tego produktu, jakie posiadał on przed poddaniem suszeniu.

Tabela 4

Gatunek owocu	Materiał do badań	Barwa według Hunter Lab
L	a	b
1	2	3	4	5
Banan	Owoc świeży		80,57	4,07	26,39
Materiał suszony według wynalazku	suchy	62,48	5,89	27,15
uwodniony	49,37	6,21	20,20
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	suchy	68,98	5,78	28,04
uwodniony	54,03	5,81	18,79
Liofilizat	suchy	86,11	2,95	14,24
uwodniony	51,95	6,71	16,01

184 380 cd. tabeli

1	2	3	4	5
Mango	Owoc świeży		69,64	15,83	60,30
Materiał suszony według wynalazku	suchy	65,89	20,90	62,33
uwodniony	60,74	16,88	66,91
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	suchy	77,95	16,57	67,85
uwodniony	68,39	15,14	67,89
Liofilizat	suchy	83,64	10,97	43,47
uwodniony	72,48	13,01	60,37
Ananas	Owoc świeży		84,52	1,51	26,63
Materiał suszony według wynalazku	suchy	81,50	3,88	32,67
uwodniony	78,57	0,55	31.78
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	suchy	78,38	3,63	33,05
uwodniony	79,01	0,67	29,43
Liofilizat	suchy	92,44	-0,14	18,02
uwodniony	85,78	-0,75	17,90
Papaja	Owoc świeży		63,0	25,0	36,3
Materiał suszony według wynalazku	suchy	66,6	20,7	40,7
uwodniony	46,0	26,3	36,4
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	suchy	68,8	21,5	45,1
uwodniony	51,9	24,1	44,0
Liofilizat	suchy	78,5	12,9	24,5
uwodniony	69,0	16,7	36,7
Kiwi	Owoc świeży		47,2	-1,9	20,5
Materiał suszony według wynalazku	suchy	51,0	5,9	29,7
uwodniony	47,4	3,1	25,6
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	suchy	57,9	3,7	27,7
uwodniony	55,2	0,7	24,2
Liofilizat	suchy	84,4	-1,8	19,1
uwodniony	63,9	0,0	25,7
Marakuja	Owoc świeży		44,2	7,6	30,7
Materiał suszony według wynalazku	suchy	44,3	13,2	36,4
uwodniony	43,7	7,5	30,0
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	suchy	30,5	8,6	13,2
uwodniony	34,5	9,5	30,9
Liofilizat	suchy	72,1	11,9	46,7
uwodniony	49,7	7,1	34,3

184 380 cd. tabeli

1	2	3	4	5
Imbir	Owoc świeży		66,9	1,3	33,4
Materiał suszony według wynalazku	suchy	56,2	3,0	18,6
uwodniony	63,4	3,9	32,0
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	suchy	69,9	1,1	19,0
uwodniony	62,3	4,8	33,3
Liofilizat	suchy	83,3	-2,0	22,0
uwodniony	67,3	3,5	34,1

Tabela 5

Odmiana owocu	Materiał do badań	Sucha substancja [%}
1	2	3
Banan	Świeży owoc		24,60
Susz według wynalazku	suchy	92,76
uwodniony	10,35
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	suchy	94,52
uwodniony	16,26
Liofilizat	suchy	95,80
uwodniony	15,46
Mango	Świeży owoc		18,90
Susz według wynalazku	suchy	93,16
uwodniony	8,78
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	suchy	93,69
uwodniony	6,80
Liofilizat	suchy	95,14
uwodniony	7,94
Ananas	Świeży owoc		13,00
Susz według wynalazku	suchy	93,58
uwodniony	5,41
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	suchy	95,06
uwodniony	5,34
Liofilizat	suchy	94,62
uwodniony	5,62
Papaja	Świeży owoc		9,69
Susz według wynalazku	suchy	92,35
uwodniony	5,40
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	suchy	93,49
uwodniony	4,33
Liofilizat	suchy	94,95
uwodniony	5,23

184 380 cd. tabeli

1	2	3
Kiwi	Świeży owoc		16,75
Susz według wynalazku	suchy	92,34
uwodniony	12,45
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	suchy	93,86
uwodniony	11,14
Liofilizat	suchy	96,43
uwodniony	12,28
Marakuja	Świeży owoc		22,13
Susz według wynalazku	suchy	92,12
uwodniony	18,51
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	suchy	94,79
uwodniony	19,85
Liofilizat	suchy	94,76
uwodniony	24,54
Imbir	Świeży owoc		29,51
Susz według wynalazku	suchy	94,48
uwodniony	20,50
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	suchy	93,14
uwodniony	19,28
Liofilizat	suchy	96,62
uwodniony	17,02

Dokonano pomiarów aktywności wodnej wyżej wymienionych owoców i bulw, a uzyskane wyniki przedstawiono w tabeli 6, Pomiary aktywności wodnej wykonano stosując miernik aktywności wodnej AW-THERM 40 z automatyczną kompensacją temperatury.

Tabela 6

Odmiana owocu	Materiał do badań	Aktywność wody
1	2	3
Banan	Susz według wynalazku	0,392
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	0,374
Liofilizat	0,223
Mango	Susz według wynalazku	0,410
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	0,355
Liofilizat	0,237
Ananas	Susz według wynalazku	0,362
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	0,337
Liofilizat	0,306

184 380 cd. tabeli

1	2	3
Papaja	Susz według wynalazku	0,347
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	0,301
Liofilizat	0,267
Kiwi	Susz według wynalazku	0,330
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	0,294
Liofilizat	0,144
Marakuja	Susz według wynalazku	0,330
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	0,309
Liofilizat	0,169
Imbir	Susz według wynalazku	0,298
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	0,345
Liofilizat	0,099

Zawartość kwasu askorbinowego w powyższych badanych suszonych owocach i bulwach przedstawiono w tabeli 7.

Obecność kwasu askorbinowego badano przy użyciu metody HPLC. Kolumna Supelco LC-18, z rozpuszczalnikiem w postaci 1% KHP04, pH=3, prędkość przepływu 0,8 ml/min. Detekcję prowadzono przy długości fali 243 nm.

Pobierano reprezentatywną próbkę materiału, którą homogenizowano w 6% kwasie metafosforowym, a następnie filtrowano. Z tak otrzymanego roztworu usuwano związki fenolowe na kolumnie C-18, a następnie roztwór poddano analizie HPLC. Czas retencji kwasu askorbinowego wynosił 6,31 min. W badanym zakresie zawartości kwasu askorbinowego (od 0,2 do 1,5 mg kwasu askorbinowego w 100 ml roztworu przygotowanego do iniekcji) kwadrat korelacji zawartości kwasu askorbinowego w roztworach wzorcowych i pola powierzchni piku wyniósł 0,9998.

Spośród powyższych owoców i bulw przeprowadzono porównanie zawartości β-karotenu i karotenoidów oraz poziomu azotanów i azotynów dla banana, mango i ananasa. Wyniki porównania przedstawiono w tabeli 8. Zastosowano następujące metody analityczne:

karotenoidy i β-karoten - metoda opisana przez Czapskiego i Saniewskiego, Experimentia, 39,1373-1374, 1983;

azotany - metoda potencjometryczna przy użyciu aparatu ORION azotyny - metoda spektrofotometryczna według Polskiej Normy PN-92 A-75112.

Tabela 9 przedstawia wyniki badań tekstury plasterków powyższych owoców i bulw, za wyjątkiem marakuji (passion fruit). Każdy wynik stanowi średnią, z co najmniej 20 pomiarów. Pomiary siły przebicia oraz modułu Younga wykonano stosując miernik strukturalnej spoistości Instron 4303 z czujnikiem o promieniu 3,7 mm. Aby przeprowadzić pomiary przebicia plasterek danego materiału umieszczano między dwoma płytkami z dziurkami, o promieniu 16,7 mm.

Jak wynika z tabeli 9, większość produktów suszonych sposobem według wynalazku ma wartość modułu Younga w granicach 0,11 MPa i około 0,20 Map.

184 380

Tabela 7

Gatunek owocu	Materiał do badań	Zawartość kwasu askorbinowego
[mg/100 g]	[mg/100 g suchej masy]	[%]
Banan	Owoc świeży	5,8	23,6	100,0
Susz według wynalazku	3,2	3,4	14,4
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	0,5	0,5	0,2
Liofilizat	3,0	3.2	13,5
Mango	Owoc świeży	21,3	112,7	100,0
Susz wedłg wynalazku	103,3	110,9	98,4
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	93,8	98,6	87,5
Liofilizat	87,7	90,2	80,0
Ananas	Owoc świeży	32,7	251,6	100,0
Susz według wynalazku	217,6	232,5	92,4
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	198,9	210,2	83,5
Liofilizat	239,2	246,5	97,9
Papaja	Owoc świeży	44,6	460,0	100,0
Susz według wynalazku	392,1	413,7	89,9
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	405,2	433,4	94,2
Liofilizat	417,8	435,8	94,7
Kiwi	Owoc świeży	104,4	623,1	100,0
Susz według wynalazku	574,0	621,6	99,8
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	459,9	499,1	80,1
Liofilizat	549,1	569,5	91,4
Marakuja	Owoc świeży	13,0	58,7	100,0
Susz wg. wynalazku	38,9	42,2	72,0
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	2,5	2,6	4,4
Liofilizat	46,4	50,5	86,0

184 380

Tabela 8

Gatunek owocu	Materiał do badań	β - karoten	suma wszystkich karotenoidów	azotany	azotany
[mg /100 g suchej masy].
Banan	Owoc świeży	275	393	350	<100
Susz według wynalazku	255	487	330
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	389	645	310
Llofilieat	383	547	270
Mango	Owoc świeży	330	875	105	<100
Susz według wynalazku	371	734	110
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	402	927	100
Liofilizat	418	981	105
Ananas	Owoc świeży	326	131	145	<100
Susz według wynalazku	364	645	140
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	291	558	150
Liofilizat	300	594	140

Tabela 9

Gatunek owocu	Materiał do badań	Siła przebicia [N]	Pozorny moduł Younga [MPa]
1	2	3	4
Banan	Owoc świeży	0,31	0,031
Susz według wynalazku	9,79	0,138
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	12,49	0,238
Liofilizat	7,14	0,367
Mango	Owoc świeży	0,54	1,004
Susz według wynalazku	10,95	0,175
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	12,32	0,231
Liofilizat	10,00	0,311
Ananas	Owoc świeży	1,80	0,013
Susz według wynalazku	11,94	0,119
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	7,90	0,106
Liofilizat	8,74	0,235
Papaja	Owoc świeży	0,395	0,0095
Susz według wynalazku	7,392	0,2239
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	7,171	0,1382
Liofilizat	5,207	0,2970

184 380 cd. tabeli

1	2	3	4
Kiwi	Owoc świeży	0,624	0,0045
Susz według wynalazku	10,280	0,1265
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	9,782	0,0953
Liofilizat	11,075	0,2534
Imbir	Owoc świeży	12,130	0,0875
Susz według wynalazku	17,570	1,0240
Susz owiewowy (nie według wynalazku)	20,100	0,5468
Liofilizat	9,077	0,3866 .

Ocena wyników badań organoleptycznych

Banan

Plasterki banana suszone zgodnie z czterofazowym sposobem według wynalazku oraz znanym sposobem suszenia owiewowego uzyskały podobne oceny, w obu przypadkach wyższe niż oceny plasterków banana suszonego na drodze liofilizacji, z uwagi na obecność typowego smaku banana oraz brak smaków obcych. Nieco inna ocena ogólna materiału suszonego znanym sposobem suszenia owiewowego jest wynikiem większej twardości, wywołanej wysuszeniem do 5,5% wody (przy 7,2% wody w materiale suszonym sposobem według wynalazku). Plasterki banana suszone zgodnie z wynalazkiem były znacznie mniej kruche niż inne suszone produkty objęte badaniem. Dodatkowo barwa plasterków banana suszonego sposobem według wynalazku była bardziej zbliżona do barwy płatków banana przed suszeniem niż plasterki banana suszone metodą liofilizacji,

Po rehydratacji, z uwagi na porównywalną zdolność wchłonięcia wody (patrz tabela 6) materiały suszone sposobem według wynalazku oraz znanym sposobem suszenia owiewowego osiągnęły porównywalny stopień twardości. W tym samym czasie suszony materiał po liofilizacji oraz suszony znanym sposobem suszenia owiewowego, po uwodnieniu charakteryzowały się wysokim stopniem zbrunatnienia oraz mocno wyczuwalnym obcym smakiem i zapachem. Zostały one ocenione jako niesmaczne, o nienaturalnym kolorze i zapachu. Ocena barwy potwierdzona została przez pomiar parametrów barwy, zgodnie ze skalą Huntera (patrz tabela 4).

Mango

Materiał suszony znanym sposobem suszenia owiewowego uzyskał najwyższą ocenę za zapach mango i najniższy udział obcego zapachu, nieznacznie lepszą niż ocena materiału suszonego sposobem według wynalazku. Podobnie jak materiał liofilizowany suszony materiał otrzymany znaną metodą suszenia owiewowego charakteryzował się niskim stopniem zbrunatnienia, porównywalnym do stopnia zbrunatnienia plasterków mango przed suszeniem. Materiał suszony znanym sposobem suszenia owiewowego oraz materiał suszony sposobem według wynalazku uzyskały podobną, ocenę twardości, odzwierciedlającą niemal równą zawartość wody (6,3% oraz 6,8% odpowiednio). Produkt suszony sposobem według wynalazku miał znacznie niższy stopień łamliwości

Po uwodnieniu różnice pomiędzy materiałami suszonymi różnymi sposobami stały się bardziej zauważalne. Tak więc, materiał suszony znaną metodą suszenia owiewowego wykazywał po rehydratacji wyższy udział obcego zapachu i smaku, a przy tym był twardszy i jaśniejszy w kolorze niż materiał suszony sposobem według wynalazku. Uwodniony materiał uprzednio suszony metodą liofilizacji, z oceną jasnej barwy jako porównywalną z barwą mango przed suszeniem, charakteryzował się szczególnie wysokim poziomem obcego zapachu i smaku.

184 380

Ananas

Spośród suszonych ananasów, ananas suszony sposobem według' wynalazku charakteryzował się najwyższymi parametrami organoleptycznymi (tabela 2c). W szczególności miał on wyjątkowo silny zapach ananasa, podobny do zapachu ananasa przed suszeniem, niemal bez obcego zapachu. Dodatkowo cechował się niską łamliwością.

Plasterki uwodnionego ananasa uprzednio suszonego sposobem według wynalazku charakteryzowały się twardością bliską twardości plasterków ananasa przed suszeniem. Właściwość ta jest ważna w przypadku przeznaczenia suszonych ananasów do produkcji suchych mieszanek śniadaniowych, do których normalnie dodaje się płyn, przykładowo mleko. Także w uwodnionym materiale uprzednio suszonym sposobem według wynalazku zarejestrowano najsilniejszy zapach ananasa. Najwyższy poziom obcego zapachu, tak jak w przypadku mango, zarejestrowano w rehydratowanym materiale otrzymanym z materiału uprzednio liofilizowanego. Wyniki te są porównywalne z wynikami uzyskanymi w toku analizy związków lotnych, uwidocznionych na rysunkach fig. 9 i 12.

Kiwi

Plastry kiwi suszone sposobem według wynalazku miały niską łamliwość i wysoki poziom zachowania zapachu kiwi. Materiał liofilizowany miał również wysoki poziom zachowania zapachu kiwi, lecz poza tym był jasnej barwy i łamliwy.

Po uwodnieniu zarówno w materiale uprzednio liofilizowanym jak i suszonym znaną metodą suszenia owiewowego stwierdzono, że struktura stała się zbyt miękka, a przy tym pojawił się silny obcy smak i zapach. Kiwi suszone sposobem według wynalazku było lepsze od wszystkich innych badanych materiałów pod względem retencji koloru i było zasadniczo lepiej oceniane niż inne materiały, po uwodnieniu, pod względem smaku i zapachu.

Papaja

Plastry papaj i suszone znanym sposobem suszenia owiewowego otrzymały ogólnie średnie oceny, podczas gdy po uwodnieniu uzyskały niskie notowania. Papaja suszona sposobem według wynalazku wykazała wyższą intensywność związków smakowo-zapachowych typowych dla produktu przed suszeniem i najniższy wskaźnik obecności obcego smaku i obcego zapachu. Materiał liofilizowany otrzymał wyższe noty w ocenie ogólnej, w stanie suchym, w porównaniu do materiału suszonego owiewowo, podczas gdy po uwodnieniu stężenie związków odpowiedzialnych za niepożądany smak i zapach uległo istotnemu podwyższeniu. Wszystkie produkty z owoców papaji, zarówno w stanie suchym jak i po uwodnieniu, miały jasną barwę, bez oznak zbrunatnienia. Uwodniona papaja, uprzednio suszona sposobem według wynalazku, była oceniona zasadniczo wyżej niż papaja suszona innymi sposobami.

Imbir

Plasterki imbiru liofilizowanego miały jasną barwę i wysoki stopień łamliwości. Najwyższy poziom imbirowego smaku zasadniczo bez obcego zapachu obserwowano w materiale suszonym sposobem według wynalazku. Względnie dobrą jakość wykazał materiał suszony znaną metodą suszenia owiewowego, za wyjątkiem znacznego zbrunatnienia, które znalazło odbicie w ocenie barwy i ocenie ogólnej. We wszystkich produktach w stanie suchym intensywność związków lotnych, dających typowy zapach imbiru, ulegała obniżeniu po uwodnieniu, ' podczas gdy intensywność obcego zapachu wracała do poziomu typowego dla imbiru przed suszeniem. Uwodniony imbir uprzednio suszony sposobem według wynalazku otrzymał nieco wyższą ocenę ogólną w porównaniu z rehydratowanym imbirem uprzednio suszonym innymi sposobami.

Barwa

W tabeli 4 przedstawiono współrzędne barwy określone za pomocą urządzenia Hunter L*a*b*, dla różnych materiałów przed i po suszeniu. Materiały suszone sposobem według wynalazku wykazywały najlepsze zachowanie barwy i stabilność koloru po uwodnieniu we wszystkich przypadkach.

Inne uwagi

Zdolność do rehydratacji

Najwyższą zdolność pochłaniania wody (rehydratacji) wykazały suszone papaja i imbir, otrzymane sposobem według wynalazku. W przypadku owocu kiwi materiał suszony znanym

184 380 sposobem suszenia owiewowego miał nieco wyższą zdolność rehydratacji niż materiał suszony sposobem według wynalazku. Liofilizowany materiał z różnych badanych owoców i bulw wykazywał najniższe wartości zdolności rehydratacji w porównaniu z innymi rodzajami suszonych materiałów.

Aktywność Wodna

Wyniki pomiarów aktywności wodnej (tabela 6) wskazują, że wszystkie badane suszone materiały były całkowicie zabezpieczone przed skażeniami mikrobiologicznymi. A zatem materiały te nie wymagałyby żadnych dodatkowych zabiegów, aby zapewnić konserwację, innych niż pakowanie - z powodu wysokiej higroskopijności. Ananas suszony sposobem według wynalazku miał najwyższą wartość aktywności wodnej, co jest zgodne z pomiarem suchej masy, a także z oceną organoleptyczną. Wartość aktywności wodnej dla wszystkich badanych produktów suszonych sposobem według wynalazku była niższa niż 0,41, co wskazuje że były one całkowicie zabezpieczenie przed rozkładem mikrobiologicznym.

Zawartość kwasu askorbinowego

Wyniki badań na obecność kwasu askorbinowego w materiałach przed i po suszeniu można znaleźć w tabeli 7. Dla mango i ananasa, suszonych sposobem według wynalazki, straty witaminy C podczas przerobu były tylko nieznaczne. Tak więc mango suszone sposobem według wynalazku zachowało, około 98% witaminy C zawartej w mango przed suszeniem. Podobnie ananas suszony sposobem według wynalazku zachował 92%. Plastry mango i ananasa suszone znanym sposobem suszenia owiewowego wykazywały większe straty witaminy C: 20% w przypadku mango i 16% w przypadku ananasa. Porównanie strat witaminy C w materiałach suszonych sposobem według wynalazku oraz liofilizowanych pozwala na stwierdzenie, że w pierwszych wymienionych, zachowana część witaminy C jest wyjątkowo wysoka.

W bananach, zawierających wysoki poziom enzymów naturalnych z grupy oksydaz, suszenie spowodowało bardzo silny spadek zawartości kwasu askorbinowego. Najwyższy wskaźnik zachowania kwasu askorbinowego (około 15%) stwierdzono w bananach suszonych sposobem według wynalazku. Dla bananów liofilizowanych wskaźnik zachowania wynosił około 14%. W bananach suszonych znanym sposobem suszenia owiewowego wystąpiła strata witaminy C zakresie 98%, co oznacza, że w tym materiale nastąpił niemal całkowity rozkład witaminy C.

W kiwi, suszonym sposobem według wynalazku, praktycznie nie wystąpiły straty kwasu askorbinowego. W kiwi po liofilizacji zachowało się 80% witaminy C.

Obecność karotenoidów i beta-karotenu

Wyniki badań podane w tabeli 8 wskazują, że wszystkie rodzaje badanego materiału zachowują podobny poziom beta karotenu i karotenoidów. Oznacza to, że każdy ze sposobów suszenia powoduje małe ubytki tych elementów. Ananas suszony sposobem według wynalazku wykazał najlepsze wynikami w zakresie retencji β-karotenu.

Poziom azotanów i azotynów

Poziom azotanów i azotynów w badanych materiałach świeżych i suszonych badanych owocach i materiale suszonym jest poniżej maksymalnych wartości dopuszczalnych przez FAO/WHO (Światową Organizację Zdrowia) oraz polski PZH (Państwowy Zakład Higieny). W odniesieniu do obecności wymienionych wyżej związków w tych produktach, można je uważać za całkowicie dopuszczalne do spożycia przez dorosłych i dzieci.

Produkty złożone oparte na materiałach suszonych zgodnie z wynalazkiem

Materiały suszone zgodnie z wynalazkiem mogą być dodawane do złożonych środków spożywczych. Przykładowo suszone plasterki jabłka lub bananów można dodawać do mieszanek do pieczenia stosowanych do zrobienia ciasta. Suszone plastry owoców jako takie lub suszone owoce w postaci sproszkowanej mogą być korzystnie dodawane do syropów cukrowych, dżemów, marmolad, jogurtu, sosów, przykładowo przypraw do sałat, galaretek, przykładowo mieszanek żelatyny oraz suszonych cząstek owoców lub ziół i tak dalej.

Po suszeniu, zioła, przyprawy, warzywa i tym podobne cięte są na małe cząstki i można je mieszać z solą oraz innymi materiałami konserwującymi i przyprawami.

184 380

Zastosowanie sposobu według wynalazku jako obróbki wstępnej

Badania przeprowadzone na różnych suszonych materiałach, przykładowo suszonych plasterkach jabłka, wykazały, że produkt według wynalazku ma wyższą zawartość witaminy C niż liofilizowane plasterki jabłka. Ze względu na wysoki stopień zachowania witaminy C, sposób według wynalazku może być użyty jako obróbka wstępna mająca na celu wzrost stężenia komponentów strukturalnych suszonego materiału, w tym witaminy C oraz wzrost efektywności innego procesu oczyszczania, w którym materiał ten ma być użyty, bez znaczącej degradacji tych składników. Sposób według wynalazku może więc być użyty przykładowo do suszenia pożywek zawierających mikroorganizmy, tak aby otrzymać suszony materiał o wyższym stężeniu składnika potrzebnego w tym procesie.

Procesy według innych przykładów realizacji obecnego wynalazku można także prowadzić w urządzeniu przedstawionym na rysunku fig. 1 i jest to łatwo zrozumiałe dla fachowców.

Podczas gdy urządzenie przedstawione na rysunku fig. 1, opisane uprzednio w odniesieniu do prowadzenia sposobu odwadniania według wynalazku, zapewnia prowadzenie sposobu według wynalazku metodą rzutową, dla fachowców będzie zrozumiałe, że można opracować inne odpowiednie urządzenie, które pozwoli na realizacje tego sposobu jako procesu ciągłego.

Przewiduje się także, że nie jest istotne, aby taki sam czynnik suszący, pod warunkiem dodawania świeżego czynnika suszącego, był stosowany przez cały czas do zakończenia procesu. Przykładowo, przewiduje się że produkt poddawany suszeniu może być przenoszony na taśmie produkcyjnej przez różne komory suszenia, w których zastosowane będą różne czynniki suszące. Jednakże w takim przypadku temperaturę i wilgotność względną czynnika suszącego generalnie, trzeba będzie kontrolować w różnych komorach suszenia, tak aby zmiana temperatury i wilgotności względnej czynnika suszącego, na działanie której produkt będzie wystawiony przy przejściu z jednej komory suszenia do drugiej była stopniowa, a zasadniczo aby była realizowana podobnie jak to opisano wyżej w odniesieniu do rysunków fig. 6 i 7. Ponadto, przewiduje się, że gdy produkt przemieszcza się z jednej komory suszenia do drugiej w ciągu procesu suszenia, czynnik suszący można poddawać cyrkulacji wiele razy przez odpowiednie przedziały suszenia, a następnie kierowany do komory suszącej następnej w ciągu.

Można oczywiście ocenić, że proces odwadniania do suszenia różnych owoców i bulw, opisany powyżej można modyfikować nie wychodząc poza zakres obecnego wynalazku. Opisane przykłady sposobu suszenia według wynalazku podano wyłącznie w celu opisania najlepszego znanego sposobu realizacji sposobu według wynalazku.

Claims (19)

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób odwadniania produktu biologicznego umieszczonego w komorze suszącej, na drodze wprowadzenia gazowego czynnika suszącego w kontakt z produktem w kontrolowanych warunkach temperatury i wilgotności względnej czynnika suszącego, które to parametry reguluje się tak, że szybkość usuwania wody z produktu zapewnia minimalizację uszkodzeń struktury komórkowej produktu podczas procesu suszenia, znamienny tym, że obejmuje trzy kolejne fazy, podczas których: w pierwszej fazie reguluje się wilgotność względną czynnika suszącego tak, aby wzrastała do maksymalnej wartości zawartej w granicach 30% do 70%, w drugiej fazie utrzymuje się wilgotność względną czynnika suszącego w komorze na zasadniczo stałym poziomie odpowiadającym maksymalnej wartości wilgotności względnej lub dopuszcza się jedynie jej stopniowe obniżanie utrzymując na stałym poziomic wilgotność względną czynnika suszącego doprowadzanego do komory, aż do momentu, w którym wilgotność względna czynnika suszącego w komorze zaczyna opadać lub zaczyna opadać ze wzrastającą prędkością, a w trzeciej, ostatniej fazie obniża się szybko wilgotność względną czynnika suszącego w komorze po rozpoczęciu opadania wilgotności względnej czynnika suszącego w komorze lub po zapoczątkowaniu wzrostu szybkości opadania wilgotności względnej czynnika suszącego w komorze, aż do momentu w którym zawartość wilgoci w odwadnianym produkcie zbliży się do pożądanego poziomu zawartości wody i szybkość odparowywania wody z produktu stanie się niezależna od czynnika suszącego, po czym reguluje się wilgotność względną czynnika suszącego tak, żeby osiągnęła wcześniej ustaloną wartość, która zapewnia produkt wysuszony do pożądanej zawartości wody.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gdy prędkość odparowywania wody z produktu stanie się niezależna od czynnika suszącego, reguluje się wilgotność względną czynnika suszącego tak, żeby asymptotycznie zbliżała się do wybranej, wcześniej ustalonej wartości wilgotności względnej, która zapewnia produkt wysuszony do pożądanej zawartości wody.

3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że proces prowadzi się tak, że wcześniej ustalona wartość wilgotności względnej jest niższa niż równowagowa wilgotność względna produktu, odpowiadająca pożądanej zawartości wody, a różnica pomiędzy wcześniej ustaloną wilgotnością względną czynnika suszącego i równowagową wilgotnością, względną produktu odpowiadającą pożądanej zawartości wody zawiera się w zakresie od 20% do 40% wilgotności względnej.

4. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że wilgotność względną czynnika suszącego utrzymuje się na poziomie wcześniej ustalonej wartości wilgotności względnej przez okres czasu w zakresie od 30 minut do 120 minut.

5. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że w okresie gdy wilgotność względna czynnika suszącego w komorze asymptotycznie zbliża się do wcześniej ustalonej wartości wilgotności względnej, wprowadza się świeży czynnik suszący w stosunku nie większym niż 5% wagowych masowej szybkości przepływu czynnika suszącego.

6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w okresie gdy wilgotność względną czynnika suszącego w komorze utrzymuje się na stałym poziomie lub dopuszcza się jedynie stopniowe obniżanie, utrzymuje się wilgotność względną czynnika suszącego w komorze na poziomie co najwyżej o 50% wilgotności względnej niższym od równowagowej wilgotności względnej produktu.

7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że w okresie gdy wilgotność względną czynnika suszącego w komorze utrzymuje się na stałym poziomie lub jedynie stopniowo obniża się, utrzymuje się wilgotność względną czynnika suszącego w komorze na poziomie co najwyżej o 30% wilgotności względnej niższym od równowagowej wilgotności względnej produktu.

184 380

8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w okresie gdy wilgotność względna czynnika suszącego w komorze spada gwałtownie, wilgotność względną czynnika suszącego w komorze utrzymuje się na poziomie co najwyżej o 70% o wilgotności względnej niższym od równowagowej wilgotności względnej produktu.

9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że w okresie gdy wilgotność względna czynnika suszącego w komorze spada gwałtownie, utrzymuje się wilgotność względną czynnika suszącego w komorze na poziomie co najwyżej o 50% wilgotności względnej niższym od równowagowej wilgotności względnej produktu.

10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że czynnik suszący poddaje się recyrkulacji.

11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przez cały okres, w którym utrzymuje się wilgotność względną czynnika suszącego w komorze na stałym poziomie odpowiadającym maksymalnej wartości wilgotności względnej wprowadza się świeży czynnik suszący w stałym stosunku, na poziomie co najwyżej 7% wagowych masowej szybkości przepływu czynnika suszącego.

12. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w okresie, w którym wilgotność względna czynnika suszącego w komorze spada stosunkowo gwałtownie, wprowadza się świeży czynnik suszący w stosunku nie większym niż 21% wagowych masowej szybkości przepływu czynnika suszącego.

13. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że wprowadza się świeży czynnik suszący w stosunku wzrastającym od początku do końca okresu, podczas którego wilgotność względna czynnika suszącego w komorze spada stosunkowo gwałtownie.

14. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że od momentu, gdy wilgotność względna czynnika suszącego osiągnie swą wartość maksymalną do recyrkulującego czynnika suszącego wprowadza się dodatek świeżego czynnika suszącego.

15. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gazowy czynnik suszący ogrzewa się tak, że temperatura czynnika suszącego kontaktującego się z produktem poddawanym suszeniu jest niższa niż temperatura, w której nastąpiłoby uszkodzenie struktury komórkowej produktu, a temperaturę produktu poddawanego odwadnianiu podwyższa się w kontrolowany sposób podczas trwania procesu suszenia, poprzez podwyższenie temperatury czynnika suszącego od pierwszej temperatury do temperatury, która jest bliska maksymalnej temperaturze odwadniania, a wzrost temperatury czynnika suszącego jest taki, że przez cały okres podwyższania temperatury czynnika suszącego występuje różnica temperatury pomiędzy produktem a czynnikiem suszącym i różnica ta mieści się w zakresie 0,1 °C do 5°C.

16. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że czynnik suszący początkowo utrzymuje się w pierwszej temperaturze, aż temperatura w obrębie produktu osiągnie wartość zbliżoną do tej pierwszej temperatury.

17. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że pierwsza temperatura wynosi w przybliżeniu 40°C.

18. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że maksymalna temperatura odwadniania nie przekracza 70°C.

19. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że produkt odwadnia się do zawartości wody niższej niż 20%.