RU2076607C1

RU2076607C1 - Method for preparing dried products from potato and vegetables

Info

Publication number: RU2076607C1
Authority: RU
Inventors: Е.С. Шитиков; С.П. Карлов; М.Е. Цельнер
Original assignee: Шитиков Евгений Сергеевич; Цельнер Михаил Ефимович
Priority date: 1992-02-24
Filing date: 1992-02-24
Publication date: 1997-04-10

Abstract

FIELD: food industry. SUBSTANCE: method involves processes of washing, paring, cutting, blanching, chemical treatment, for example, with solution of sodium sulfide, and desiccation in boiling layer at oscillating regime of temperature change of heat carrier at input into layer. Desiccation is carried out with temperature oscillations of heat carrier equal to 2-14 min at maximum temperature of heat carrier not higher 160 C, and minimum, not lower 60 C. Amplitude of oscillations is 5-35 C. EFFECT: higher efficiency. 3 tbl

Description

Изобретение относится к овощесушильной промышленности, а более конкретно к способам производства сушенных продуктов из картофеля и овощей. The invention relates to a vegetable drying industry, and more particularly to methods for the production of dried products from potatoes and vegetables.

Известен способ производства быстроразвариваемых сушеных продуктов из картофеля и овощей (а.с. СССР 824944, кл. А 23 В 7/02). Этот способ включает в себя процессы мойки, очистки, резки, бланшировки, термической обработки и сушки. Согласно данному техническому решению бланшировку, термическую обработку и сушку проводят конвективным путем одним теплоносителем при его движении относительно продукта со скоростью 0,5 5 м/с c постепенным снижением температуры теплоносителя от 150 300 до 105 110^oC в течение 30 60 мин, при этом бланшировку проводят в течение 1 5 мин, термическую обработку 4 10 мин и сушку 25 45 мин.A known method for the production of rapidly digestible dried products from potatoes and vegetables (A.S. USSR 824944, class A 23 B 7/02). This method includes washing, cleaning, cutting, blanching, heat treatment, and drying processes. According to this technical solution, blanching, heat treatment and drying are carried out convectively by one heat carrier while it is moving relative to the product at a speed of 0.5 5 m / s with a gradual decrease in the temperature of the heat carrier from 150 300 to 105 110 ^o C for 30 60 minutes, while blanching is carried out for 1 5 minutes, heat treatment 4 10 minutes and drying 25 45 minutes

Осуществление термических процессов в один прием по известному способу обеспечивает снижение их продолжительности. Способ обеспечивает интенсификацию термических процессов и упрощение производства. The implementation of thermal processes in one step by a known method provides a reduction in their duration. The method provides the intensification of thermal processes and the simplification of production.

Недостатком известного способа является относительно невысокое качество продукта из-за значительной потери питательных веществ вследствие воздействия высоких температур теплоносителя. The disadvantage of this method is the relatively low quality of the product due to the significant loss of nutrients due to exposure to high temperatures of the coolant.

Известен способ производства сушеного картофеля по а.с N 1540784, кл. А 23 L 1/216). A known method for the production of dried potatoes according to A.C. N 1540784, class. A 23 L 1/216).

Согласно известному способу сушку на первой стадии совмещают с гигротермической обработкой и проводят ее при температуре и влагосодержании теплоносителя соответственно 120 140^oС и 200 250 г/кг сухого воздуха в течение 10 20 мин, на второй стадии температуру теплоносителя снижают до 90 100^oC и сушку ведут в течение 20 25 мин, на третьей стадии температуру теплоносителя поддерживают равной 60 70^oC и сушку ведут в течение 60 - 80 мин, а влагосодержание теплоносителя на второй и третьей стадиях снижают до 10 20 г/кг сухого воздуха, причем скорость теплоносителя на всех стадиях сушки создают равной 1,5 2,0 м/с.According to the known method, drying in the first stage is combined with hygrothermal treatment and it is carried out at a temperature and moisture content of the heat carrier, respectively, 120 140 ^o C and 200 250 g / kg of dry air for 10 20 min, in the second stage, the temperature of the coolant is reduced to 90 100 ^o C and drying is carried out for 20 25 minutes, in the third stage, the temperature of the coolant is maintained at 60 70 ^o C and drying is carried out for 60 - 80 minutes, and the moisture content of the coolant in the second and third stages is reduced to 10 20 g / kg of dry air, and the speed of the coolant and drying stages of creating of 1.5 to 2.0 m / s.

Известный способ получения сушеного картофеля позволяет интенсифицировать процесс и получить быстроразваривающийся картофель, т.е. повысить качество сушки. The known method for producing dried potatoes allows you to intensify the process and get fast-growing potatoes, i.e. improve the quality of drying.

Недостатком известного способа является длительное время обезвоживания до требуемой конечной влажности (обычно 6^oC11%), т.к. процесс идет в плотном слое при низкой эффективности теплообмена.The disadvantage of this method is the long time of dehydration to the desired final moisture content (usually 6 ^o C11%), because the process is in a dense layer with low heat transfer efficiency.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является взятый за прототип способ получения сушеных продуктов из картофеля и овощей в кипящем слое (Гинзбург А.С. Резчиков В.А. Сушка пищевых продуктов в кипящем слое. М. Пищевая промышленность, 1966, с.118). The closest in technical essence and the achieved result is a prototype method for producing dried products from potatoes and vegetables in a fluidized bed (Ginzburg A.S. Rezchikov A.A. Drying of food products in a fluidized bed. M. Food Industry, 1966, p. 118).

Согласно известному способу, сушку предварительно обработанных и нарезанных овощей происходит в кипящем слое при осциллирующем режиме изменения температуры теплоносителя на входе в слой с максимальной температурой 100^oC220^oC, минимальной температурой 20^oC60^oC и периодом осциллирования 20^oC80 с.According to the known method, the drying of pre-processed and chopped vegetables occurs in a fluidized bed with an oscillating mode of change in the temperature of the coolant at the entrance to the layer with a maximum temperature of 100 ^o C220 ^o C, a minimum temperature of 20 ^o C60 ^o C and an oscillation period of 20 ^o C80 s.

Недостатком известного способа является существенное ослабление интенсивности испарения влаги из высушиваемого продукта на стадии охлаждения по сравнению со стадией нагрева периода осциллирования, что приводит к снижению удельной производительности процесса сушки в среднем по периодам. Это, в свою очередь, свидетельствует о недостаточно высоком качестве получаемого продукта. The disadvantage of this method is the significant weakening of the rate of evaporation of moisture from the dried product at the cooling stage compared to the heating stage of the oscillation period, which leads to a decrease in the specific productivity of the drying process on average over periods. This, in turn, indicates insufficient quality of the resulting product.

Задача состоит в повышении качестве получаемого продукта. The challenge is to improve the quality of the resulting product.

Технический результат, обеспечиваемый предлагаемым техническим решением, заключается в повышении удельной производительности процесса обезвоживания. The technical result provided by the proposed technical solution is to increase the specific productivity of the dehydration process.

Так же как и прототип, предлагаемый способ производства сушеных продуктов из картофеля и овощей включает процессы мойки, очистки, резки, бланшировки, химической обработки, например, раствором сернистого натрия и обезвоживание в кипящем слое при осциллирующем режиме изменения температуры теплоносителя на входе в слой. As well as the prototype, the proposed method for the production of dried products from potatoes and vegetables includes washing, cleaning, cutting, blanching, chemical treatment, for example, with sodium sulfide solution and dehydration in a fluidized bed with an oscillating mode of changing the temperature of the coolant at the entrance to the layer.

Отличие предлагаемого способа от прототипа состоит в том, что процесс обезвоживания производят с периодом осцилляций температуры теплоносителя 2 - 14 мин при максимальной температуре теплоносителя не выше 160^oC и минимальной температуре не ниже 60^oС, причем амплитуда осцилляций составляет 5 35^oC.The difference between the proposed method and the prototype is that the dehydration process is carried out with a period of oscillations of the coolant temperature of 2-14 minutes at a maximum coolant temperature of not higher than 160 ^o C and a minimum temperature of not lower than 60 ^o C, and the oscillation amplitude is 5 35 ^o C.

Заявляемый способ производства сушеных продуктов позволяет сократить время сушки до конечной требуемой влажности и получить продукт более хорошего качества. The inventive method for the production of dried products allows to reduce the drying time to the final desired moisture content and to obtain a product of better quality.

Заявляемый способ включает процессы мойки, очистки, резки, бланшировки, химической обработки, например, раствором сернистого натрия и обезвоживание в кипящем слое при осциллирующем режиме изменения температуры теплоносителя на входе в слое. Процесс обезвоживания производят с периодом осцилляций температуры теплоносителя 2 14 мин при максимальной температуре теплоносителя не выше 160^oC и минимальной не ниже 60^oC, причем амплитуда осцилляций составляет 5 35^oC.The inventive method includes processes of washing, cleaning, cutting, blanching, chemical treatment, for example, with a solution of sodium sulfide and dehydration in a fluidized bed with an oscillating mode of changing the temperature of the coolant at the entrance to the layer. The dehydration process is carried out with a period of oscillation of the coolant temperature of 2 14 min at a maximum coolant temperature of not higher than 160 ^o C and a minimum not lower than 60 ^o C, and the amplitude of the oscillations is 5 35 ^o C.

Сущность заявляемого способа заключается в согласовании периода осцилляций (колебаний) температуры теплоносителя, подаваемого в кипящий слой с характерными временными распространениями тепла по объему высушиваемых частиц (кубиков, пластин), которое достигается для обычных, чаще всего применяющихся линейных размеров частиц 3 15 мм (как было установлено авторами) именно в диапазоне периодов осцилляций температуры от 2 до 14 мин. Такое согласование позволяет формировать внутри частиц квазирезонансные волновые потоки тепла (от наружной поверхности частиц к центру и обратно) и влаги (от центральной части к наружной поверхности частиц), что приводит к значительному ускорению процесса обезвоживания. Квазирезонансное ускорение процесса обезвоживания имеет наибольший эффект в начальный период сушки 30 40 мин, т. е. в период удаления, в основном, свободной межклеточной влаги, а также позволяет значительно сократить время сушки до конечной требуемой влажности и получить продукт более хорошего качества. The essence of the proposed method is to coordinate the period of oscillations (fluctuations) in the temperature of the coolant supplied to the fluidized bed with the characteristic temporary heat spreads over the volume of the dried particles (cubes, plates), which is achieved for the usual, most often used linear particle sizes of 3 15 mm (as was established by the authors) precisely in the range of periods of temperature oscillations from 2 to 14 min. This coordination allows the formation of quasi-resonant wave flows of heat inside the particles (from the outer surface of the particles to the center and vice versa) and moisture (from the central part to the outer surface of the particles), which leads to a significant acceleration of the dehydration process. Quasi-resonant acceleration of the dehydration process has the greatest effect in the initial drying period of 30-40 minutes, i.e. during the period of removal of mainly free intercellular moisture, and also allows you to significantly reduce the drying time to the final required moisture and get a better quality product.

При максимальной температуре осцилляций выше 160^oC ускорение процесса обезвоживания по предлагаемому способу не наблюдается из-за образования плотной корки на поверхности частиц, а при минимальной температуре осцилляций ниже 60^oC интенсивность испарения влаги падает из-за снижения движущей силы процесса теплового переноса. Образованию плотной корки на поверхности частиц, препятствующей поступлению влаги из внутреннего объема частиц, способствует также увеличение амплитуды осцилляций до 35^oC. При амплитуде осцилляций температуры ниже 5^oC положительного эффекта от проведения процесса сушки по предлагаемому способу не наблюдается.At a maximum temperature of the oscillations above 160 ^o C acceleration of the dehydration process according to the proposed method is not observed due to the formation of a dense crust on the surface of the particles, and at a minimum temperature of the oscillations below 60 ^o C, the evaporation rate decreases due to a decrease in the driving force of the heat transfer process. The formation of a dense crust on the surface of the particles, preventing the ingress of moisture from the internal volume of the particles, is also facilitated by an increase in the amplitude of the oscillations to 35 ^o C. When the amplitude of the temperature oscillations is below 5 ^o C, there is no positive effect from the drying process by the proposed method.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом. The proposed method is implemented as follows.

Картофель и овощи моются, очищаются от кожицы, нарезаются на кубики или пластины нужного размера, бланшируются и обрабатываются раствором сернистого натрия. Обработанные кубики или пластины подаются на решетку сушилки кипящего слоя установки. Теплоноситель подается через блок паровых калориферов под решетку сушилки кипящего слоя, взвешивает слой частиц на решетке, передает им свое тепло и уносит испаренную влагу из установки. Заданные величины амплитуд колебаний температур теплоносителя и периодов осцилляций обеспечиваются соответствующими периодическими изменениями расхода пара, которые осуществляются с помощью регулирующих клапанов по командам управляющего устройства. Potatoes and vegetables are washed, peeled, cut into cubes or plates of the desired size, blanched and processed with a solution of sodium sulfide. The processed cubes or plates are fed to the grate of a fluidized bed dryer. The coolant is fed through a block of steam heaters under the grate of the fluidized bed dryer, weighs a layer of particles on the grate, transfers its heat to them and carries the evaporated moisture from the unit. The set values of the amplitudes of fluctuations in the temperatures of the coolant and the periods of oscillations are provided by the corresponding periodic changes in the steam flow rate, which are carried out using control valves on the instructions of the control device.

Пример 1. Вымытый, очищенный от кожуры картофель, нарезанный на кубики 9 х 9 х 9 мм, обработанный раствором сернистого натрия, загружается в сушилку кипящего слоя с начальной загрузкой материала 40 кг/м². Удельный расход ожижающего теплоносителя 4 кг/м². Максимальная температура теплоносителя под решеткой Т_max 113^oC, минимальная - Т_min=77^oC. амплитуда осцилляций температуры А 18^oC). Период осцилляций Т 10 мин. Начальная влажность сырья была равна 82% Конечная влажность была задана 10% Содержание крахмала в исходном сырье составило 58,4 мг% содержание аскорбиновой кислоты 98 мг%
Удельная производительность сушки, определявшаяся по изменению массы материала на решетке, оказалась равной: в среднем за первые 10 мин обезвоживания q_0-10 112 кг/м² ч, за вторые 10 мин - q_10-20 39 кг/м², за третьи 10 мин q_10-30 26 кг/м², или в среднем за 30 мин сушки q_0-30 59 кг/м² ч. Влажность продукта на 30-й мин сушки оказалось равной 34%
Содержание крахмала в готовом продукте (влажности 10%) снизилось до 48,4 мг% а аскорбиновой кислоты до 58,3 мг% Обезвоживание по способу-прототипу проводилось при той же загрузке сушилки кипящего слоя (40 кг/м²) и том же удельном расходе теплоносителя (4 кг/м² ч).Example 1. Washed, peeled potatoes, diced into 9 x 9 x 9 mm cubes, treated with sodium sulfide solution, are loaded into a fluidized bed dryer with an initial material loading of 40 kg / m ² . The specific consumption of a fluidizing coolant is 4 kg / m ² . The maximum temperature of the coolant under the lattice T _max 113 ^o C, the minimum - T _min = 77 ^o C. the amplitude of the temperature oscillations A 18 ^o C). Oscillation period T 10 min. The initial moisture content of the feedstock was 82%. The final moisture content was set to 10%. The starch content in the feedstock was 58.4 mg%; the ascorbic acid content was 98 mg%
The specific drying performance, determined by the change in the mass of material on the grate, turned out to be equal: on average for the first 10 minutes of dehydration q _0-10 112 kg / m ² h, for the second 10 minutes - q _10-20 39 kg / m ² , for the third 10 minutes q _10-30 26 kg / m ² , or an average of 30 minutes of drying q _0-30 59 kg / m ² h. The moisture content of the product for 30 minutes of drying turned out to be 34%
The starch content in the finished product (humidity 10%) decreased to 48.4 mg% and ascorbic acid to 58.3 mg%. Dehydration according to the prototype method was carried out with the same loading fluidized bed dryer (40 kg / m ² ) and the same specific coolant flow rate (4 kg / m ² h).

Период осцилляций температуры потока теплоносителя составил 72 с (1,2 мин), максимальная температура Т_max 150^oC, минимальная температура Т_min 40^oC (A 55^oC).The oscillation period of the temperature of the coolant flow was 72 s (1.2 min), the maximum temperature T _max 150 ^o C, the minimum temperature T _min 40 ^o C (A 55 ^o C).

Удельная производительность обезвоживания составила:

,

, или в среднем за 30 мин сушки

. Влажность продукта через 30 мин сушки W₃₀ 58% Cодержание крахмала в готовом продукте 39,2 мг аскорбиновой кислоты 41,1 мг Поскольку содержание аскорбиновой кислоты оказывается более чувствительным параметром, то эта величина далее принята показателем качества готового продукта.The specific productivity of dehydration was:

,

, or an average of 30 minutes of drying

. Product humidity after 30 minutes of drying W ₃₀ 58% The starch content in the finished product is 39.2 mg of ascorbic acid 41.1 mg Since the content of ascorbic acid is a more sensitive parameter, this value is further accepted as an indicator of the quality of the finished product.

Данные по примерам 2 12 сведены в табл. 1. The data for examples 2 to 12 are summarized in table. one.

Пример 13. То же, что и в примере 1, но при Т_max 128^oC, T_min 88^oC, A 20^oC, Т 8 мин. Линейный размер кубиков картофеля 9 мм.Example 13. The same as in example 1, but at T _max 128 ^o C, T _min 88 ^o C, A 20 ^o C, T 8 min. The linear size of the cubes of potatoes is 9 mm.

Получились результаты:

, среднее за 30 мин сушки

. Влажность через 30 мин сушки W₃₀ 35%
Содержание аскорбиновой кислоты в готовом продукте С 57,8 мг% (крахмала, К 49,8 мг%).The results were:

, average for 30 minutes of drying

. Humidity after 30 minutes of drying W ₃₀ 35%
The content of ascorbic acid in the finished product is 57.8 mg% (starch, K 49.8 mg%).

Сушка по способу-прототипу проводилась при Т_max 168^oC, Т_min 48^oC А 60^oC, T 1,2 мин.Drying by the prototype method was carried out at T _max 168 ^o C, T _min 48 ^o C And 60 ^o C, T 1.2 min

Получено:

, W₃₀ 52% C 43,6 мг% К 41,6 мг (в среднем за 30 мин сушки

.Received:

, W ₃₀ 52% C 43.6 mg% K 41.6 mg (average for 30 minutes of drying

.

Данные по примерам 14 19 сведены в табл. 2. The data for examples 14 to 19 are summarized in table. 2.

Пример 20. То же, что и в примере 1, но при Т_max 137^oC, Т_min 113^oC, A 12^oC, Т 6 мин, линейный размер кубиков картофеля l 10 мм.Example 20. The same as in example 1, but at T _max 137 ^o C, T _min 113 ^o C, A 12 ^o C, T 6 min, the linear size of the cubes of potatoes l 10 mm

Получились результаты:

W₃₀ 51%
Содержание аскорбиновой кислоты в конечном продукте (влажностью 10%) С 41,3 мг%
Сушка по способу-прототипу проводилась при Т_max 200^oC, T_min 50^oC, (A= 75^oC), Т 1,2 мин, при той же загрузке 40 кг/м² и линейных размерах частиц 10 мм.The results were:

W

₃₀ 51%
The content of ascorbic acid in the final product (humidity 10%) C 41.3 mg%
Drying according to the prototype method was carried out at T _max 200 ^o C, T _min 50 ^o C, (A = 75 ^o C), T 1.2 min, with the same load of 40 kg / m ² and a linear particle size of 10 mm

Средняя удельная производительность за первые 10 мин сушки оказалась равной

, в среднем за 30 мин

влажность через 30 мин сушки W₃₀ 56% содержание аскорбиновой кислоты в конечном продукте (W_k=10%) C 38,3 мг%
Пример 26. Вымытая, очищенная от кожуры морковь, нарезанная на пластины 4 х 8 х 8 мм, загружается в сушилку кипящего слоя с начальной загрузкой 40 кг/м². Удельный расход ожижающего теплоносителя 4 кг/м² c. Максимальная температура теплоносителя на входе в кипящий слой Т_max 125^oC, Т_min 85^oC, амплитуда осцилляций температуры 20^oC. Период осцилляций температуры 8 мин. Начальная влажность W_o 88,5% Влажность конечного продукта принята W_k 11% Начальное содержание аскорбиновой кислоты 47,3 мг%
Удельная производительность обезвоживания оказалась равной: в среднем за первые 10 мин сушки q₁₀ 132 кг влаги/м² ч, в среднем за 30 мин сушки q₃₀ 65,3 кг/м² ч.The average specific productivity for the first 10 minutes of drying was equal

, on average in 30 minutes

humidity after 30 minutes of drying W ₃₀ 56% content of ascorbic acid in the final product (W _k = 10%) C 38.3 mg%
Example 26. Washed, peeled carrots, cut into 4 x 8 x 8 mm plates, are loaded into a fluidized bed dryer with an initial load of 40 kg / m ² . The specific consumption of the fluidizing coolant is 4 kg / m ² c. The maximum temperature of the coolant at the inlet of the fluidized bed is T _max 125 ^o C, T _min 85 ^o C, the amplitude of the temperature oscillations is 20 ^o C. The oscillation period of the temperature is 8 min. Initial humidity W _o 88.5% Moisture of the final product accepted W _k 11% Initial ascorbic acid content 47.3 mg%
The specific dewatering capacity was equal: on average for the first 10 minutes of drying q ₁₀ 132 kg of moisture / m ² h, on average for 30 minutes of drying q ₃₀ 65.3 kg / m ² h.

Влажность продукта на 30-й мине сушки W₃₀ 32%
Содержание аскорбиновой кислоты в конечном продукте 34,5 мг%
Обезвоживание по способу прототипу проводилась при Т_max 170^oC, T_min 40^oC, (А 65^oC), Т_осц. 1,2 мин. Средняя удельная производительность за первые 10 мин сушки оказалась равной q₁₀ 89 кг/м²ч, в среднем за 30 мин q₃₀ 52 кг/м² ч.Product moisture at 30 minutes of drying W ₃₀ 32%
The ascorbic acid content in the final product is 34.5 mg%
Dehydration according to the method of the prototype was carried out at T _max 170 ^o C, T _min 40 ^o C, (A 65 ^o C), T _OS. 1.2 minutes The average specific productivity for the first 10 minutes of drying was equal to q ₁₀ 89 kg / m ² h, an average of 30 minutes q ₃₀ 52 kg / m ² h.

Влажность продукта через 30 минуте сушки W₃₀ 52% Содержание аскорбиновой кислоты в конечном продукте С 23,7 мг%
Аналогичные результаты получены при обезвоживании свеклы, репы, тыквы.Product humidity after 30 minutes of drying W ₃₀ 52% Ascorbic acid content in the final product C 23.7 mg%
Similar results were obtained with dehydration of beets, turnips, pumpkins.

Claims

A method for the production of dried products from potatoes and vegetables, including washing, peeling, cutting, blanching, chemical treatment, for example, with sodium sulfide solution, and dehydration in a fluidized bed with an oscillating mode of changing the temperature of the coolant at the entrance to the layer, characterized in that the dehydration process produce with an oscillation period of the coolant temperature of 2 14 min at a maximum coolant temperature of not higher than 160 ^o C and a minimum not lower than 60 ^o C, and the amplitude of the oscillations is 5 35 ^o C.