RU2520142C2 - Fruit-and-vegetable chips production method - Google Patents

Fruit-and-vegetable chips production method Download PDF

Info

Publication number
RU2520142C2
RU2520142C2 RU2012127498/13A RU2012127498A RU2520142C2 RU 2520142 C2 RU2520142 C2 RU 2520142C2 RU 2012127498/13 A RU2012127498/13 A RU 2012127498/13A RU 2012127498 A RU2012127498 A RU 2012127498A RU 2520142 C2 RU2520142 C2 RU 2520142C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
minutes
drying
fruit
stage
raw materials
Prior art date
Application number
RU2012127498/13A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012127498A (en
Inventor
Геннадий Владиславович Калашников
Евгений Викторович Литвинов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВПО "ВГУИТ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВПО "ВГУИТ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВПО "ВГУИТ")
Priority to RU2012127498/13A priority Critical patent/RU2520142C2/en
Publication of RU2012127498A publication Critical patent/RU2012127498A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2520142C2 publication Critical patent/RU2520142C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Preparation Of Fruits And Vegetables (AREA)
  • Storage Of Fruits Or Vegetables (AREA)

Abstract

FIELD: food industry.
SUBSTANCE: invention relates to food industry, in particular, to food concentrates production in apparatus using UHF-energy and may be used for fruit-and-vegetable chips production. The method involves sorting, washing, inspection, calibration, cutting, blanching, treatment with a water solution, drying and packaging. Before moisture-and-heat treatment, loaded and cut fruit-and-vegetable raw material is preliminarily heated with an exhaust heat medium. Moisture-and-heat treatment is performed in five sequential stages The ready product is cooled and packaged into sealed bags.
EFFECT: invention usage allows to manufacture a ready product.
3 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству пищевых концентратов в аппаратах, использующих СВЧ-энергию, и может быть использовано для производства плодоовощных чипсов, в т.ч. яблочных, тыквенных и грушевых.The invention relates to the food industry, in particular to the production of food concentrates in devices using microwave energy, and can be used for the production of fruit and vegetable chips, including apple, pumpkin and pear.

Известен способ производства пищевого продукта из плодоовощного сырья [Пат. РФ №2304885, МПК А23L 1/212, А23L 3/00. Способ производства пищевого продукта из плодоовощного сырья [Текст]./ А.В.Гуревич, В.Б.Пенто, А.А.Королев, С.П.Аникеева; заявитель и патентообладатель А.В.Гуревич. - №2006126611/13; заявл. 24.07.2006; опубл. 27.08.2007], включающий подготовку сырья, его сушку до промежуточной влажности, обработку раствором хитозана, сушку в потоке газообразного теплоносителя при импульсной подаче СВЧ-энергии до остаточной влажности 3-5%, упаковку в бескислородной среде в пакеты из комбинированного материала полимер-фольга-полимер.A known method of producing a food product from fruit and vegetable raw materials [US Pat. RF №2304885, IPC A23L 1/212, A23L 3/00. Method for the production of a food product from fruit and vegetable raw materials [Text] ./ A.V. Gurevich, V. B. Pento, A. A. Korolev, S. P. Anikeeva; Applicant and patent holder A.V. Gurevich. - No. 2006126611/13; declared 07/24/2006; publ. August 27, 2007], including preparation of raw materials, drying to intermediate humidity, treatment with chitosan solution, drying in a gaseous coolant stream with a pulsed supply of microwave energy to a residual moisture content of 3-5%, packaging in an oxygen-free medium in packages of combined polymer-foil material -polymer.

Недостатками известного способа являются невысокое качество готового продукта.The disadvantages of this method are the low quality of the finished product.

Известен способ непрерывной сушки пищевых продуктов с использованием конвективного и СВЧ-энергоподвода [Пат. РФ №2369284, МПК А23L 3/01, А23В 7/01. Способ непрерывной сушки пищевых продуктов с использованием конвективного и СВЧ-энергоподвода [Текст] / С.Т.Антипов, А.А.Селин, А.М.Барбашин, Д.А.Казарцев; заявитель и патентообладатель: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежская государственная технологическая академия. - №2008120287/13; заявл. 21.05.2008; опубл. 10.10.2009], включающий загрузку продукта, сушку и удаление продукта, при этом процесс сушки осуществляют в три этапа. На первом этапе осуществляют предварительный нагрев продукта с использованием СВЧ-энергоподвода до температуры мокрого термометра. На втором этапе при достижении периода постоянной скорости сушки - комбинированным воздействием непрерывного конвективного и периодического СВЧ-энергоподвода. На третьем этапе в периоде падающей скорости сушки осуществляют досушку комбинированным воздействием непрерывного конвективного и непрерывного СВЧ-энергоподвода.A known method of continuous drying of food products using convective and microwave energy supply [US Pat. RF №2369284, IPC А23L 3/01, А23В 7/01. The method of continuous drying of food products using convective and microwave energy supply [Text] / S.T. Antipov, A. A. Selin, A. M. Barbashin, D. A. Kazartsev; Applicant and patent holder: State Educational Institution of Higher Professional Education Voronezh State Technological Academy. - No.2008120287 / 13; declared 05/21/2008; publ. 10.10.2009], including loading the product, drying and removing the product, while the drying process is carried out in three stages. At the first stage, the product is preheated using a microwave energy supply to the temperature of the wet thermometer. At the second stage, upon reaching a period of constant drying speed, by the combined action of a continuous convective and periodic microwave energy supply. At the third stage, in the period of the decreasing drying speed, drying is carried out by the combined action of a continuous convective and continuous microwave energy supply.

Недостатками известного способа являются повышенные удельные энергозатраты.The disadvantages of this method are the increased specific energy consumption.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ производства пищевого продукта из яблок [Пат. РФ №2277351, МПК А23L 1/212, А23В 7/02. Способ производства пищевого продукта из яблок [текст]./А.В. Гуревич, А.А. Королев, В.Б. Пенто, В.Я. Явчуновский; заявитель и патентообладатель А.В. Гуревич. - №2005117180/13; заявл. 06.06.2005; опубл. 10.06. 2006], предусматривающий нарезку яблок на ломтики толщиной 2-4 мм, обработку водным раствором при температуре 60-75°С в течение 3-6 минут, после чего проводят сушку конвективным способом при температуре теплоносителя не выше 90°С и его расходе не менее 40 м3 на 1 кг подготовленных яблок до остаточной влажности 28-31%, а затем сушат в потоке газообразного теплоносителя с импульсной подачей СВЧ-энергии до остаточной влажности 5-7% и упаковывают в бескислородной среде в пакеты из комбинированного материала полимер-фольга-полимер.The closest in technical essence and the achieved effect is a method of producing a food product from apples [Pat. RF №2277351, IPC А23L 1/212, А23В 7/02. Method for the production of a food product from apples [text] ./ A.V. Gurevich, A.A. Korolev, V.B. Pento, V.Ya. Yavchunovsky; applicant and patent holder A.The. Gurevich. - No. 2005117180/13; declared 06/06/2005; publ. 10.06. 2006], which includes slicing apples into slices 2-4 mm thick, processing with an aqueous solution at a temperature of 60-75 ° C for 3-6 minutes, after which drying is carried out by a convective method at a coolant temperature of not higher than 90 ° C and its consumption of at least 40 m 3 per 1 kg of prepared apples to a residual moisture content of 28-31%, and then dried in a gaseous coolant stream with a pulsed supply of microwave energy to a residual moisture content of 5-7% and packaged in an oxygen-free environment in packages made of a combined polymer-foil material polymer.

Недостатками известного способа являются невысокое качество высушиваемого продукта, длительность процессов производства готового продукта и, вследствие этого, окисление веществ, снижение его пищевой ценности, повышенные удельные энергозатраты, связанные с невысокой скоростью нагрева продукта и нерациональным энергоподводом.The disadvantages of this method are the low quality of the dried product, the duration of the manufacturing process of the finished product and, as a result, the oxidation of substances, a decrease in its nutritional value, increased specific energy costs associated with a low heating rate of the product and irrational energy supply.

Технической задачей изобретения является получение готового продукта высокого качества, повышение тепловой эффективности и интенсификация влаготепловой обработки, включая сушку плодоовощного сырья.An object of the invention is to obtain a finished product of high quality, increasing thermal efficiency and intensification of thermal treatment, including drying of fruit and vegetable raw materials.

Поставленная технологическая задача изобретения достигается тем, что в предлагаемом способе производства плодоовощных чипсов, включающем сортировку, мойку, инспектирование, калибрование, резку, сульфитирование (бланширование), обработку водным раствором, сушку и упаковку, новым является то, что перед влаготепловой обработкой предварительно подогревают загруженное, нарезанное, плодоовощное сырье отработанным теплоносителем, а затем влаготепловую обработку осуществляют в пять последовательных этапов, на первом этапе подогретое сырье подвергают постадийной конвективной сушке со ступенчатыми режимами обработки и последовательно многократно чередующимися стадиями: на первой стадии пластины плодоовощного сырья обрабатывают в плотном слое перегретым паром атмосферного давления, причем продолжительность первой стадии составляет 180 с, на второй стадии обработку осуществляют в псевдоожиженном слое с продолжительностью 60 с и периодом псевдоожижения 4 с; при этом температура перегретого пара в течение первых 15 мин составляет 417…419 К, с 15 мин и до конца сушки - 422…424 К, а скорость перегретого пара при сушке в плотном слое составляет в течение первых 10 мин 2,0…2,2 м/с, с 10 мин по 20 мин - 1,1…1,4 м/с, с 20 мин и до конца процесса сушки - 0,8…1 м/с; а при сушке в псевдоожиженном слое - в течение первых 10 мин 6,0…6,2 м/с, с 10 мин по 20 мин - 5,3…5,5 м/с, с 20 мин и до конца процесса сушки - 3,6…3,8 м/с, первый этап осуществляют до массовой доли влаги в нарезанном плодоовощном сырье 42…45%; на втором этапе обработку сырья осуществляют в потоке инертного теплоносителя с подачей СВЧ-энергии при постоянной мощности магнетрона до массовой доли влаги 28…32%; на третьем этапе осуществляют влагонасыщение плодоовощного сырья погружением продукта в подогретый водный раствор с температурой 303…308 K или распыливанием жидкости через увлажнители; на четвертом этапе насыщенный или с нанесенным на поверхность водным раствором продукт досушивают в поле СВЧ при повышении мощности магнетронов и одновременной непрерывной подаче инертного газообразного теплоносителя до остаточной влажности 5…7%, после чего готовый продукт охлаждают и упаковывают в герметичные пакеты.The technological task of the invention is achieved by the fact that in the proposed method for the production of fruit and vegetable chips, including sorting, washing, inspection, calibration, cutting, sulphonation (blanching), processing with an aqueous solution, drying and packaging, it is new that pre-heat loaded , chopped, fruit and vegetable raw materials with spent heat carrier, and then heat and moisture treatment is carried out in five consecutive stages, at the first stage, heated raw materials subjected to stepwise convective drying with stepwise processing modes and sequentially repeatedly alternating stages: in the first stage, the plate of fruit and vegetable raw materials is treated in a dense layer with superheated atmospheric pressure steam, the duration of the first stage being 180 s, in the second stage the processing is carried out in a fluidized bed with a duration of 60 s and fluidization period 4 s; the temperature of superheated steam during the first 15 minutes is 417 ... 419 K, from 15 minutes to the end of drying - 422 ... 424 K, and the speed of superheated steam during drying in a dense layer during the first 10 minutes is 2.0 ... 2, 2 m / s, from 10 minutes to 20 minutes - 1.1 ... 1.4 m / s, from 20 minutes to the end of the drying process - 0.8 ... 1 m / s; and during drying in the fluidized bed - during the first 10 minutes, 6.0 ... 6.2 m / s, from 10 minutes to 20 minutes - 5.3 ... 5.5 m / s, from 20 minutes until the end of the drying process - 3.6 ... 3.8 m / s, the first stage is carried out up to a mass fraction of moisture in chopped fruit and vegetable raw materials 42 ... 45%; at the second stage, the processing of raw materials is carried out in an inert coolant stream with the supply of microwave energy at a constant magnetron power to a moisture mass fraction of 28 ... 32%; at the third stage, the fruit and vegetable raw materials are saturated with water by immersing the product in a heated aqueous solution with a temperature of 303 ... 308 K or spraying liquid through humidifiers; at the fourth stage, a product saturated or coated with an aqueous solution is dried in the microwave field with increasing magnetron power and simultaneously supplying an inert gaseous coolant to a residual moisture content of 5 ... 7%, after which the finished product is cooled and packaged in sealed bags.

Технический результат изобретения заключается в получении готового продукта высокого качества, повышении его пищевой и биологической ценности, тепловой эффективности и интенсификации влаготепловой обработки, включая сушку, за счет использования в качестве инертного теплоносителя перегретого пара атмосферного давления при постадийной конвективной сушке со ступенчатыми режимами обработки, переменного СВЧ-энергоподвода и включения промежуточной стадии влагонасыщения между сушкой продукта в соответствии с кинетическими закономерностями влаготепловой обработки плодоовощного сырья.The technical result of the invention is to obtain a finished product of high quality, increasing its nutritional and biological value, thermal efficiency and intensification of heat and heat treatment, including drying, due to the use of superheated atmospheric pressure steam as an inert heat carrier during stepwise convective drying with stepwise processing modes, variable microwave -energy supply and inclusion of an intermediate stage of moisture saturation between drying the product in accordance with kinetic laws styami vlagoteplovoj processing raw produce.

На фиг. 1 представлены экспериментальные кривые сушки U=f(τ) (1) и скорости сушки dU/dτ=f(U) (2) пластин яблок, температурная кривая Tк=f(τ) (3), где U - влагосодержание яблок, кг/кг, τ - время, с; Tк - температура пластин; на фиг. 2 - диаграмма изменения скорости vп и температуры T перегретого пара во времени; на фиг. 3 представлена схема стадий способа непрерывной обработки пластин сырья.In FIG. Figure 1 shows the experimental drying curves U = f (τ) (1) and drying rates dU / dτ = f (U) (2) of apple plates, the temperature curve T к = f (τ) (3), where U is the moisture content of apples, kg / kg, τ - time, s; T to - the temperature of the plates; in FIG. 2 is a diagram of a change in speed v p and temperature T of superheated steam over time; in FIG. 3 is a flow diagram of a method for continuously processing raw material plates.

Способ производства плодоовощных чипсов осуществляется следующим образом.A method of producing fruit and vegetable chips is as follows.

В качестве объекта исследования используют яблоки, груши и тыкву, которые соответствовали требованиям действующих ГОСТ 27572-87 «Яблоки свежие для промышленной переработки», ГОСТ 21713-76 «Груши свежие поздних сортов созревания», ГОСТ 7975-68 «Тыква продовольственная свежая».As the object of study, apples, pears and pumpkins are used that meet the requirements of the current GOST 27572-87 “Fresh apples for industrial processing”, GOST 21713-76 “Fresh pears of late ripening varieties”, GOST 7975-68 “Fresh food pumpkin”.

Свежие яблоки, используемые для обработки, по своему качеству должны отвечать следующим требованиям:Fresh apples used for processing must meet the following requirements in terms of quality:

по внешнему виду: плоды свежие, целые, без заболеваний, сухие, незагрязненные, не треснувшие, без повреждений сельскохозяйственными вредителями, одного сорта, одного размера;in appearance: the fruits are fresh, whole, disease-free, dry, unpolluted, not cracked, without damage by agricultural pests, of the same variety, of the same size;

по внутреннему строению: мякоть сочная, белая, светло-желтая или светло-кремовая разных оттенков в зависимости от особенностей сорта;according to the internal structure: the pulp is juicy, white, light yellow or light cream in different shades, depending on the characteristics of the variety;

по размеру плодов (по наибольшему поперечному диаметру) - 45…55 мм;by the size of the fruit (by the largest transverse diameter) - 45 ... 55 mm;

отсутствие плодов с отклонениями по размерам, с механическими повреждениями глубиной более 2 мм, с зарубцевавшимися трещинами, с порезами, легким увяданием;the absence of fruits with size deviations, with mechanical damage with a depth of more than 2 mm, with healed cracks, with cuts, light wilting;

отсутствие плодов увядших, с признаками морщинистости, загнивших, запаренных и подмороженных.the absence of withered fruits, with signs of wrinkling, rotten, steamed and frostbitten.

Груши на основе ГОСТ 21713-76 по своему качеству должны быть вполне развившимися, целыми, чистыми, здоровыми, без излишней внешней влажности, без постороннего запаха и привкуса и соответствовать следующим требованиям и нормам:Pears based on GOST 21713-76 in quality should be fully developed, whole, clean, healthy, without excessive external moisture, without any foreign smell and taste, and must meet the following requirements and standards:

по внешнему виду: плоды типичные по форме и окраске для данного помологического сорта, без повреждений вредителями и болезнями, с целой или сломанной плодоножкой;in appearance: the fruits are typical in shape and color for this pomological variety, without damage by pests and diseases, with a whole or broken stalk;

по размеру плодов (по наибольшему поперечному диаметру) - 55…60 мм;by the size of the fruit (by the largest transverse diameter) - 55 ... 60 mm;

зрелость: плоды однородные по зрелости, но не ниже съемной и не перезревшие;maturity: fruits are uniform in maturity, but not lower than removable and not overripe;

допускаются: механические повреждения не более двух градобоин, не портящих форму и внешний вид плода, отсутствие плодоножки без следов повреждения кожицы, слабая потертость и нажимы общей площадью не более 5 см2;The following are allowed: mechanical damage of not more than two hailstones that do not spoil the shape and appearance of the fetus, the absence of the stalk without traces of damage to the skin, slight abrasion and pressure with a total area of not more than 5 cm 2 ;

допускаются: повреждения вредителями и болезнями, зажившие повреждения кожицы, не портящие внешний вид плода, общей площадью не более 1 см2, не более 2% плодов, не более чем с двумя засохшими повреждениями плодожоркой;allowed: damage by pests and diseases, healed skin lesions that do not spoil the appearance of the fetus, with a total area of not more than 1 cm 2 , not more than 2% of the fruit, not more than two dried injuries by the moth;

не допускаются: загнившие плоды, побурение кожицы, подкожная пятность, побурение мякоти.not allowed: rotten fruits, browning of the skin, subcutaneous spotting, boring of the pulp.

Тыква в соответствии с ГОСТ 7975-68 по своему качеству должна отвечать следующим требованиям:Pumpkin in accordance with GOST 7975-68 in its quality must meet the following requirements:

по внешнему виду: плоды должны быть свежие, зрелые, целые, здоровые, незагрязненные, без заболеваний, с окраской и формой плодов, свойственными данному ботаническому сорту, с плодоножкой или без нее. Допускаются плоды с отклонениями от правильной формы, но не уродливые, с зарубцевавшимися (опробковевшими) повреждениями коры от порезов и царапин. В партии допускают примесь других сотов одного срока созревания не более 10%;in appearance: the fruits must be fresh, ripe, whole, healthy, uncontaminated, without disease, with the color and shape of the fruits characteristic of this botanical variety, with or without a stalk. Fruits are allowed with deviations from the regular shape, but not ugly, with healed (tinned) damage to the bark from cuts and scratches. In the batch, admixture of other honeycombs of the same ripening period of not more than 10% is allowed;

размер по наибольшему поперечному диаметру, см, не менее: для сортов с удлиненной формой 12 см, для сортов с плоской и округлой формой 15 см;size along the largest transverse diameter, cm, not less than: for varieties with an elongated shape of 12 cm, for varieties with a flat and round shape of 15 cm;

не допускается: содержание плодов раздавленных, треснувших и помятых.not allowed: contents of fruits crushed, cracked and rumpled.

Примечание. К зрелым плодам относят плоды, имеющие окраску мякоти, свойственную данному ботаническому сорту, семена зрелые или близкие к созреванию.Note. Ripe fruits include fruits that have a flesh color characteristic of this botanical variety, seeds that are ripe or close to ripening.

Яблоки, груши и тыква, предварительно мытые и очищенные, разрезали на пластины (толщиной от 2 до 4 мм).Apples, pears and pumpkin, previously washed and peeled, were cut into plates (2 to 4 mm thick).

Перед сушкой пластины плодоовощного сырья бланшируют при температуре 333…348 K в течение 2,0…5,0 мин и обрабатывают водным раствором путем погружения пластин в раствор.Before drying, the plates of fruits and vegetables are blanched at a temperature of 333 ... 348 K for 2.0 ... 5.0 minutes and treated with an aqueous solution by immersing the plates in the solution.

Обработанные таким образом пластины нарезанного сырья предварительно подогревают отработанным теплоносителем до температуры Т=353 К, помещают в рабочую камеру сушилки, и подвергают влаготепловому воздействию в пять последовательно протекающих этапов.The sliced raw material plates thus treated are pre-heated with the spent heat carrier to a temperature of T = 353 K, placed in the working chamber of the dryer, and subjected to moisture and heat treatment in five successive stages.

Для повышения эффективности влаготепловой обработки на первом этапе осуществляют постадийную конвективную сушку со ступенчатыми режимами обработки и последовательно многократно чередующимися стадиями: на первой стадии пластины плодоовощного сырья обрабатывают в плотном слое перегретым паром атмосферного давления, причем продолжительность первой стадии составляет 180 с, на второй стадии обработку осуществляют в псевдоожиженном слое с продолжительностью 60 с и периодом псевдоожижения 4 с; при этом температура перегретого пара в течение первых 15 мин составляет 417…419 К, с 15 мин и до конца сушки - 422…424 К, а скорость перегретого пара при сушке в плотном слое составляет в течение первых 10 мин 2,0…2,2 м/с, с 10 мин по 20 мин - 1,1…1,4 м/с, с 20 мин и до конца процесса сушки - 0,8…1 м/с; а при сушке в псевдоожиженном слое - в течение первых 10 мин 6,0…6,2 м/с, с 10 мин по 20 мин - 5,3…5,5 м/с, с 20 мин и до конца процесса сушки - 3,6…3,8 м/с, первый этап осуществляют до массовой доли влаги в нарезанном плодоовощном сырье 42…45%; на втором этапе обработку сырья осуществляют в потоке инертного теплоносителя с подачей СВЧ-энергии при постоянной мощности магнетрона до массовой доли влаги 28…32%; на третьем этапе осуществляют влагонасыщение плодоовощного сырья погружением продукта в подогретый водный раствор с температурой 303…308 K или распыливанием жидкости через увлажнители; на четвертом этапе насыщенный или с нанесенным на поверхность водным раствором продукт досушивают в поле СВЧ при повышении мощности магнетронов и одновременной непрерывной подаче инертного газообразного теплоносителя до остаточной влажности 5…7%, после чего готовый продукт охлаждают и упаковывают в герметичные пакеты.To increase the efficiency of the thermal and thermal treatment, stepwise convective drying is carried out in the first stage with stepwise processing modes and successively alternating stages: in the first stage, the fruit and vegetable raw material plates are treated in a dense layer with superheated atmospheric pressure steam, the duration of the first stage being 180 s, and in the second stage, the processing in a fluidized bed with a duration of 60 s and a fluidization period of 4 s; the temperature of superheated steam during the first 15 minutes is 417 ... 419 K, from 15 minutes to the end of drying - 422 ... 424 K, and the speed of superheated steam during drying in a dense layer during the first 10 minutes is 2.0 ... 2, 2 m / s, from 10 minutes to 20 minutes - 1.1 ... 1.4 m / s, from 20 minutes to the end of the drying process - 0.8 ... 1 m / s; and during drying in the fluidized bed - during the first 10 minutes, 6.0 ... 6.2 m / s, from 10 minutes to 20 minutes - 5.3 ... 5.5 m / s, from 20 minutes until the end of the drying process - 3.6 ... 3.8 m / s, the first stage is carried out up to a mass fraction of moisture in chopped fruit and vegetable raw materials 42 ... 45%; at the second stage, the processing of raw materials is carried out in an inert coolant stream with the supply of microwave energy at a constant magnetron power to a moisture mass fraction of 28 ... 32%; at the third stage, the fruit and vegetable raw materials are saturated with water by immersing the product in a heated aqueous solution with a temperature of 303 ... 308 K or spraying liquid through humidifiers; at the fourth stage, a product saturated or coated with an aqueous solution is dried in the microwave field with increasing magnetron power and simultaneously supplying an inert gaseous coolant to a residual moisture content of 5 ... 7%, after which the finished product is cooled and packaged in sealed bags.

Из анализа кривых сушки и скорости сушки, например, яблок (фиг. 1, кривые 1 и 2) видно, что имеют место период прогрева, период постоянной и падающей скоростей сушки. Продолжительность периода прогрева составляет 6…7 мин.An analysis of the drying curves and the drying speed, for example, apples (Fig. 1, curves 1 and 2) shows that there is a warm-up period, a period of constant and falling drying speeds. The duration of the warm-up period is 6 ... 7 minutes.

Одной из основных причин интенсификации процесса сушки плодоовощного сырья на стадии обработки в импульсном псевдоожиженном слое перегретым паром атмосферного давления является быстрый прогрев продукта до температуры насыщения Ts=373 К, который обусловлен конденсацией пара на поверхности частиц вследствие их относительно низкой начальной температуры (фиг. 1, кривая 3).One of the main reasons for the intensification of the drying process of fruit and vegetable raw materials at the stage of processing in a pulsed fluidized bed with superheated atmospheric pressure steam is the rapid heating of the product to a saturation temperature T s = 373 K, which is due to condensation of steam on the surface of the particles due to their relatively low initial temperature (Fig. 1 , curve 3).

В процессе влаготепловой обработки плодоовощного сырья температура перегретого пара в течение первых 15 мин составляет 417…419 К, с 15 мин и до конца сушки - 422…424 К (фиг. 2). Выбор температурного режима обработки пластин плодоовощного сырья перегретым паром был подобран экспериментально и зависел от характера изменения влажности продукта при сушке. По мере высушивания влажность пластин плодоовощного сырья уменьшалась, их температура повышалась. Для того чтобы температура пластин плодоовощного сырья не превышала предельно допустимую температуру (выше которой происходит терморазложение ценных питательных веществ), требовалось постепенное и регулируемое изменение температуры перегретого пара для достижения равномерной обработки пластинок сырья. Несоблюдение данного временного и температурного режимов приводило либо к пересушиванию, короблению и терморазложению пластин плодоовощного сырья, либо, наоборот, к недосушиванию и получению продукта с повышенной влажностью, что являлось нарушением действующего ГОСТ.During the thermal and thermal treatment of fruit and vegetable raw materials, the temperature of superheated steam during the first 15 minutes is 417 ... 419 K, from 15 minutes to the end of drying - 422 ... 424 K (Fig. 2). The choice of the temperature regime for processing plates of fruit and vegetable raw materials with superheated steam was selected experimentally and depended on the nature of the change in moisture content of the product during drying. With drying, the humidity of the plates of fruits and vegetables decreased, their temperature increased. In order for the temperature of the plates of fruits and vegetables not to exceed the maximum permissible temperature (above which the thermal decomposition of valuable nutrients occurs), a gradual and controlled change in the temperature of superheated steam was required to achieve uniform processing of the plates of raw materials. Failure to comply with this time and temperature conditions led either to overdrying, warping, and thermal decomposition of fruit and vegetable plates, or, conversely, to underdrying and obtaining a product with high humidity, which was a violation of the current GOST.

Выбор высоты слоя пластин плодоовощного сырья 60 мм обусловлен тем, что конденсация пара протекает равномерно по всему объему слоя и на поверхности пластин образовывается равномерная пленка конденсата для обеспечения нормального протекания процесса сушки.The choice of the layer height of the plates of fruit and vegetable raw materials 60 mm is due to the fact that steam condensation flows uniformly throughout the entire volume of the layer and a uniform condensate film forms on the surface of the plates to ensure the normal course of the drying process.

Увеличение высоты слоя пластин плодоовощного сырья, например, до 70 мм приводит к переувлажнению нижних слоев и недостаточному увлажнению конденсатом верхних слоев. При этом нижние слои разваривались, в то время как верхние пересушивались из-за недостатка влаги. В процессе комбинированной конвективно-СВЧ-сушки с постоянной (заданной) мощностью источника СВЧ-излучения наблюдалось частичное слипание верхних слоев пластин плодоовощного сырья ввиду отсутствия равномерного кипения. Наблюдался либо пузырьковый режим движения пара сквозь слой пластин, либо струйный режим движения пара сквозь слой пластин.An increase in the layer height of the plates of fruit and vegetable raw materials, for example, up to 70 mm, leads to overmoistening of the lower layers and insufficient moistening with condensate of the upper layers. At the same time, the lower layers were boiled, while the upper layers were overdried due to a lack of moisture. In the process of combined convective microwave drying with a constant (given) power of the microwave source, partial adhesion of the upper layers of the plates of fruits and vegetables was observed due to the lack of uniform boiling. Either a bubble regime of vapor motion through the layer of plates was observed, or a jet regime of vapor motion through the layer of plates.

Уменьшение высоты слоя пластин плодоовощного сырья, например, до 40 мм приводит к чрезмерному переувлажнению всех слоев сырья и их быстрому слипанию и утрате товарного вида.Reducing the height of the layer layer of plates of fruit and vegetable raw materials, for example, to 40 mm leads to excessive waterlogging of all layers of raw materials and their rapid adhesion and loss of presentation.

Нарезанное плодоовощное сырье на пластины большей, чем заданная толщина, например, 5 мм, значительно увеличивает продолжительность сушки и снижает производительность процесса влаготепловой обработки.Sliced fruit and vegetable raw materials on plates larger than a predetermined thickness, for example, 5 mm, significantly increase the drying time and reduce the productivity of the process of moisture and heat treatment.

Нарезанное плодоовощное сырье на пластины меньшей, чем заданная толщина, например, 1,0 мм приводит к сильному короблению плодоовощных чипсов, их растрескиванию и утрате товарного вида.Sliced fruit and vegetable raw materials on plates smaller than a predetermined thickness, for example, 1.0 mm, lead to strong warping of fruit and vegetable chips, their cracking and loss of presentation.

Первый этап осуществляется в виде постадийной конвективной сушки со ступенчатыми режимами обработки и последовательно многократно чередующимися стадиями.The first stage is carried out in the form of stepwise convective drying with stepwise processing modes and sequentially repeatedly alternating stages.

Выбор скоростного режима обработки пластин плодоовощного сырья перегретым паром (скорость перегретого пара при сушке в плотном слое составляла в течение первых 10 мин 2,0…2,2 м/с, с 10 мин по 20 мин - 1,1…1,4 м/с и с 20 мин и до конца процесса сушки - 0,8…1 м/с (фиг. 2)) был подобран экспериментально и зависел от характера изменения влажности продукта при сушке.The choice of the speed regime for processing plates of fruit and vegetable raw materials with superheated steam (the speed of superheated steam during drying in a dense layer was 2.0 ... 2.2 m / s during the first 10 minutes, 1.1 ... 1.4 m from 10 minutes to 20 minutes / s and from 20 minutes to the end of the drying process - 0.8 ... 1 m / s (Fig. 2)) was selected experimentally and depended on the nature of the change in moisture content of the product during drying.

Выбор продолжительности процесса сушки в плотном слое составляет 180 с и обусловлен тем, что в начале процесса сушки происходит частичная конденсация пара. При более частом перемешивании, т.е. когда продолжительность первой стадии была меньше 180 с, например 100 с, имел место срыв пленки конденсата с поверхности пластин плодоовощного сырья при обработке в псевдоожиженном слое, что приводило к неравномерной сушке. И, наоборот, при продолжительности первой стадии более 180 с, например 200 с, имело место раскисание пластин плодоовощного сырья из-за их переувлажнения, что также приводило к некачественной сушке. Выбор скоростного режима обработки пластин плодоовощного сырья перегретым паром был подобран экспериментально и зависел от характера изменения влажности продукта при сушке.The choice of the duration of the drying process in a dense layer is 180 s and is due to the fact that partial condensation of steam occurs at the beginning of the drying process. With more frequent stirring, i.e. when the duration of the first stage was less than 180 s, for example 100 s, there was a breakdown of the condensate film from the surface of the fruit and vegetable plates during processing in a fluidized bed, which led to uneven drying. And, on the contrary, with a duration of the first stage of more than 180 s, for example 200 s, there was a deoxidation of the fruits and vegetables plates due to their overmoistening, which also led to poor-quality drying. The choice of the high-speed regime for processing plates of fruit and vegetable raw materials with superheated steam was selected experimentally and depended on the nature of the change in moisture of the product during drying.

На второй стадии при сушке плодоовощного сырья в активной фазе импульсного псевдоожиженного слоя (ИПС) скорость перегретого пара составляла в течение первых 10 мин 6,0…6,2 м/с, с 10 мин по 20 мин - 5,3…5,5 м/с, с 20 мин и до конца процесса сушки - 3,6…3,8 м/с. (фиг. 2). Продолжительность обработки пластин плодоовощного сырья в псевдоожиженном слое составляла 60 с, с периодом псевдоожижения 4 с. При продолжительности стадии меньше 60 с, например 30 с, имело место недостаточно равномерное и полное перемешивание пластин плодоовощного сырья при обработке в псевдоожиженном слое, что приводило к неполной и некачественной сушки. И, наоборот, при продолжительности стадии более 60 с, например 90 с, имел место интенсивный теплообмен с поверхности пластин при обработке в псевдоожиженном слое, что приводит к пересыханию пластин сырья и неоправданно завышенным энергозатратам.In the second stage, when drying fruit and vegetable raw materials in the active phase of a pulsed fluidized bed (IPS), the speed of superheated steam was 6.0 ... 6.2 m / s during the first 10 minutes, 5.3 ... 5.5 from 10 minutes to 20 minutes m / s, from 20 minutes to the end of the drying process - 3.6 ... 3.8 m / s. (Fig. 2). The processing time of the plates of fruit and vegetable raw materials in the fluidized bed was 60 s, with a fluidization period of 4 s. If the stage lasted less than 60 s, for example, 30 s, there was insufficiently uniform and complete mixing of the fruit and vegetable plates during processing in the fluidized bed, which led to incomplete and poor-quality drying. Conversely, with a stage duration of more than 60 s, for example 90 s, intense heat transfer from the surface of the plates occurred during processing in the fluidized bed, which leads to drying of the raw material plates and unreasonably high energy costs.

По мере высушивания влажность пластин плодоовощного сырья уменьшалась, их масса также становилась меньше. При сушке плодоовощного сырья наблюдалась усадка, т.е. уменьшение размеров пластин и высоты слоя продукта. Поэтому для равномерной обработки пластин требовался регулируемый теплоподвод, который обеспечивался данным законом изменения скорости теплоносителя. Несоблюдение данного временного и скоростного режимов приводило либо к пересушиванию и подгоранию пластин сырья, либо, наоборот, к недосушиванию и получению продукта с повышенной влажностью, что являлось нарушением действующего ГОСТ.With drying, the moisture of the plates of fruits and vegetables decreased, their mass also became less. When drying fruits and vegetables, shrinkage was observed, i.e. reduction in plate size and product layer height. Therefore, for uniform processing of the plates, an adjustable heat supply was required, which was ensured by this law of change in the velocity of the coolant. Failure to comply with this time and speed regimes led either to overdrying and burning of the raw material plates, or, conversely, to underdrying and obtaining a product with high humidity, which was a violation of the current GOST.

Использование частоты СВЧ-излучения равной 2450 МГц (длина волны 12,25 см) обусловлено международным стандартом для СВЧ-печей. Это необходимо для исключения помех при работе оборудования.The use of a microwave frequency of 2450 MHz (wavelength 12.25 cm) is due to the international standard for microwave ovens. This is necessary to avoid interference with the operation of the equipment.

Способ производства плодоовощных, например яблочных, чипсов поясняется следующим примером.The production method of fruit and vegetable, for example apple, chips is illustrated by the following example.

Яблоки моют в вентиляторной моечной машине. Затем мытые яблоки подвергают инспекции и сортированию, которые проводят вручную или машинным способом на сортировочно-инспекционном транспортере. Далее очищенные и отсортированные яблоки нарезают тонкими пластинами толщиной от 2 до 4 мм. Высокое содержание редуцирующих сахаров в частично высушенных яблоках делает продукт чувствительным к потемнению. Поэтому перед сушкой пластины яблок бланшировали при температуре 333 K в течение 2 мин и обрабатывали путем погружения пластин яблок в водный раствор.Apples are washed in a fan washer. Then washed apples are subjected to inspection and sorting, which are carried out manually or by machine on a sorting and inspection conveyor. Next, peeled and sorted apples are cut into thin plates from 2 to 4 mm thick. The high content of reducing sugars in partially dried apples makes the product sensitive to browning. Therefore, before drying, the apple plates were blanched at 333 K for 2 minutes and processed by immersing the apple plates in an aqueous solution.

После осуществления обдува и предварительного подогрева отработанным теплоносителем до температуры Т=353 К, пластины яблок помещают в рабочую камеру сушилки и подвергают влаготепловому воздействию в пять последовательно протекающих этапов.After blowing and preheating with spent coolant to a temperature of T = 353 K, the plates of apples are placed in the working chamber of the dryer and subjected to moisture and heat treatment in five successive stages.

Первый этап осуществляется в виде постадийной конвективной сушки со ступенчатыми режимами обработки и последовательно многократно чередующимися стадиями: на первой стадии пластины плодоовощного сырья обрабатывают в плотном слое перегретым паром атмосферного давления, причем продолжительность первой стадии составляет 180 с, на второй стадии обработку осуществляют в псевдоожиженном слое с продолжительностью 60 с и периодом псевдоожижения 4 с; при этом температура перегретого пара в течение первых 15 мин составляет 418 К, с 15 мин и до конца сушки - 423 К, а скорость перегретого пара при сушке в плотном слое составляет в течение первых 10 мин 2,0 м/с, с 10 мин по 20 мин - 1,3 м/с, с 20 мин и до конца процесса сушки - 0,8 м/с; а при сушке в псевдоожиженном слое - в течение первых 10 мин 6,0 м/с, с 10 мин по 20 мин - 5,3 м/с, с 20 мин и до конца процесса сушки - 3,7 м/с, первый этап осуществляют до массовой доли влаги в нарезанном плодоовощном сырье 42…45%.The first stage is carried out in the form of stepwise convective drying with stepwise processing modes and sequentially repeatedly alternating stages: at the first stage, the plates of fruit and vegetable raw materials are treated in a dense layer with superheated atmospheric pressure steam, the duration of the first stage being 180 s, and at the second stage, the processing is carried out in a fluidized bed with 60 s and a fluidization period of 4 s; the temperature of superheated steam during the first 15 minutes is 418 K, from 15 minutes to the end of drying - 423 K, and the speed of superheated steam during drying in a dense layer is 2.0 m / s during the first 10 minutes, from 10 minutes for 20 minutes - 1.3 m / s, from 20 minutes to the end of the drying process - 0.8 m / s; and during drying in a fluidized bed - during the first 10 minutes 6.0 m / s, from 10 minutes to 20 minutes - 5.3 m / s, from 20 minutes to the end of the drying process - 3.7 m / s, the first the stage is carried out up to a mass fraction of moisture in chopped fruit and vegetable raw materials 42 ... 45%.

На втором этапе обработку сырья осуществляют в потоке инертного теплоносителя с подачей СВЧ-энергии при постоянной мощности магнетрона до массовой доли влаги 28…32%.At the second stage, the processing of raw materials is carried out in an inert coolant stream with the supply of microwave energy at a constant magnetron power up to a moisture mass fraction of 28 ... 32%.

Проникающий эффект микроволн и высокое поглощение их молекулами воды интенсифицирует процесс объемного обезвоживания. Поглощенная энергия быстро превращается в тепло внутри высушиваемых продуктов, вследствие чего давление во внутренних слоях материала повышается до такой степени, что частицы увеличиваются в объеме. В результате получают пористый сушеный продукт с улучшенной способностью восстанавливаться.The penetrating effect of microwaves and their high absorption by water molecules intensifies the volume dehydration process. The absorbed energy quickly turns into heat inside the dried products, as a result of which the pressure in the inner layers of the material rises to such an extent that the particles increase in volume. The result is a porous dried product with improved ability to recover.

На третьем этапе осуществляют влагонасыщение плодоовощного сырья погружением продукта в подогретый водный раствор с температурой 303…308 K или распыливанием жидкости через увлажнители.At the third stage, the fruit and vegetable raw materials are saturated with water by immersing the product in a heated aqueous solution with a temperature of 303 ... 308 K or spraying the liquid through humidifiers.

На четвертом этапе насыщенный или с нанесенным на поверхность водным раствором продукт досушивают в поле СВЧ при переменной мощности магнетронов и одновременной непрерывной подачей инертного газообразного теплоносителя до остаточной влажности 5…7%, после чего готовый продукт охлаждают и упаковывают в герметичные пакеты.At the fourth stage, a product saturated or coated with an aqueous solution is dried in the microwave field at a variable magnetron power and the continuous supply of an inert gaseous coolant to a residual moisture content of 5 ... 7%, after which the finished product is cooled and packaged in sealed bags.

Для образцов контрольного свежего сырья и готового продукта получили данные о химическом составе свежих яблок и яблочных чипсов (табл.1).For samples of the control fresh raw materials and the finished product, data were obtained on the chemical composition of fresh apples and apple chips (Table 1).

Таблица 1Table 1

ПараметрыOptions Яблоки свежиеFresh apples Яблочные чипсыApple chips Общая влага, %Total moisture% 86,5±0,0486.5 ± 0.04 5,65±0,045.65 ± 0.04 Массовая доля крахмала, %Mass fraction of starch,% 0,77±0,020.77 ± 0.02 1,209±0,041.209 ± 0.04 Зола, %Ash% 0,5±0,040.5 ± 0.04 0,54±0,040.54 ± 0.04 Углеводы (общий сахар), %Carbohydrates (total sugar),% 19,88±0,0419.88 ± 0.04 92,57±0,0292.57 ± 0.02 Минеральный составMineral composition Натрий (Na), мг%Sodium (Na), mg% 25,74±0,0225.74 ± 0.02 47,63±0,0447.63 ± 0.04 Калий (К), мг%Potassium (K), mg% 247,73±0,04247.73 ± 0.04 425,49±0,04425.49 ± 0.04 Кальций (Са), мг%Calcium (Ca), mg% 17,26±0,0417.26 ± 0.04 35,87±0,0235.87 ± 0.02 Магний (Мg), мг%Magnesium (Mg), mg% 8,61±0,028.61 ± 0.02 20,12±0,0220.12 ± 0.02 Железо (Fe), мг%Iron (Fe), mg% 2,24±0,042.24 ± 0.04 3,68±0,043.68 ± 0.04 Фосфор (Р), мг%Phosphorus (P), mg% 11,40±0,0411.40 ± 0.04 28,82±0,0228.82 ± 0.02 Аминокислотный состав (незаменимые)Amino acid composition (essential) Валин, мг/100 гValine, mg / 100 g 15,74±0,0415.74 ± 0.04 16,53±0,0416.53 ± 0.04 Изолейцин, мг/100 гIsoleucine, mg / 100 g 31,07±0,0431.07 ± 0.04 32,00±0,0432.00 ± 0.04 Лейцин, мг/100 гLeucine, mg / 100 g -- -- Лизин, мг/100 гLysine, mg / 100 g 7,26±0,047.26 ± 0.04 6,23±0,046.23 ± 0.04 Метионин+цистин, мг/100 гMethionine + cystine, mg / 100 g 36,21±0,0436.21 ± 0.04 33,14±0,0433.14 ± 0.04 Треонин, мг/100 гThreonine, mg / 100 g 10,93±0,0410.93 ± 0.04 13,52±0,0413.52 ± 0.04 Фенилаланин+тирозин, мг/100 гPhenylalanine + tyrosine, mg / 100 g -- -- Содержание тяжелых металловHeavy metal content Ртуть (Hg), мг/гMercury (Hg), mg / g -- -- Свинец (Pb), мг/гLead (Pb), mg / g -- -- Мышьяк (As), мг/гArsenic (As), mg / g -- -- Кадмий (Cd), мг/гCadmium (Cd), mg / g -- -- Цезий ( C s 1 3 7

Figure 00000001
), мг/гCesium ( C s one 3 7
Figure 00000001
), mg / g -- -- Стронций ( S r 9 0
Figure 00000002
), мг/г
Strontium ( S r 9 0
Figure 00000002
), mg / g
-- --
Содержание пестицидовPesticide content ГЧЦГ, мг/кгHCCH, mg / kg -- -- ДДТ, мг/кгDDT, mg / kg -- -- Микробиологические показателиmicrobiological indicators КМАФАнМ, КОЕ/гKMAFANM, CFU / g 9595 6565 S. aureus, КОЕ/гS. aureus, CFU / g -- -- БГКП (колиформы), КОЕ/гBGKP (coliforms), CFU / g -- -- Витаминный составVitamin Composition Тиамин ( B 1
Figure 00000003
), мг%
Thiamine ( B one
Figure 00000003
), mg%
0,017±0,0040.017 ± 0.004 0,051±0,0040.051 ± 0.004
Рибофлавин ( B 2
Figure 00000004
), мг%
Riboflavin ( B 2
Figure 00000004
), mg%
0,026±0,0040.026 ± 0.004 0,057±0,0040,057 ± 0,004
Витамин Е, мг%Vitamin E, mg% 0,357±0,0020.357 ± 0.002 0,785±0,0040.785 ± 0.004 Витамин С, мг%Vitamin C, mg% 13,849±0,00413.849 ± 0.004 15,173±0,00415.173 ± 0.004 Ниацин (РР), мг%Niacin (PP), mg% 0,321±0,0040.321 ± 0.004 0,394±0,0040.394 ± 0.004

Предложенный способ производства плодоовощных чипсов, включающий предварительный подогрев и комбинированную влаготепловую обработку плодоовощного сырья, позволяет повысить энергетическую эффективность процесса, сократить время обработки и повысить качество готового продукта.The proposed method for the production of fruit and vegetable chips, including preheating and combined moisture and heat treatment of fruit and vegetable raw materials, can increase the energy efficiency of the process, reduce processing time and improve the quality of the finished product.

Таким образом, наилучшим вариантом обработки пластин плодоовощного сырья по всем качественным и энергетическим показателям является вышеприведенный способ с поэтапной комбинированной влаготепловой обработкой и обоснованием каждого приведенного параметра при температуре обработки в диапазоне Т=417…424 К, скорости теплоносителя в плотном слое v=2,2…0,8 м/с и в псевдоожиженном слое v=6…3,6 м/с. Это объясняется равномерностью сушки по всему объему пластин и интенсивным испарением влаги с их поверхности. Достигается снижение скорости внутреннего теплопереноса в сравнении со скоростью перемещения влаги и ее испарения с поверхности пластин плодоовощного сырья.Thus, the best option for processing plates of fruit and vegetable raw materials for all quality and energy indicators is the above method with a phased combined heat and moisture treatment and justification of each parameter given at a processing temperature in the range T = 417 ... 424 K, coolant velocity in a dense layer v = 2.2 ... 0.8 m / s and in the fluidized bed v = 6 ... 3.6 m / s. This is due to the uniformity of drying throughout the volume of the plates and the intense evaporation of moisture from their surface. A reduction in the rate of internal heat transfer is achieved in comparison with the rate of movement of moisture and its evaporation from the surface of the plates of fruits and vegetables.

При этом нагрев пластин плодоовощного сырья происходит медленнее, чем из них испаряется влага, что полностью исключает перегрев продукта и обеспечивает его высокое качество. С энергетической точки зрения предлагаемый вариант позволяет обеспечить наиболее рациональный расход электроэнергии на 1 кг получаемого продукта, что объясняется гидродинамикой процесса, изменяющейся во времени не только путем пульсирующего изменения скорости теплоносителя с чередованием интервалов времени сушки в плотном и псевдоожиженном слое, периодическим чередованием воздействия СВЧ и стадии влагонасыщения при влаготепловой обработке, но и выбранным эквивалентным размером пластин сырья. В этом случае перепад давления в слое продукта, соответствующий массовому и тепловому потоку перегретого пара для заданного режима обработки, обеспечивает минимальные энергозатраты на теплоноситель. Использование на начальной стадии перегретого пара атмосферного давления, а затем СВЧ-энергии, также обеспечивает минимальные затраты электроэнергии и обеспечивает получение качественного продукта.At the same time, the plates of fruits and vegetables are heated more slowly than moisture evaporates from them, which completely eliminates overheating of the product and ensures its high quality. From the energy point of view, the proposed option allows us to provide the most rational energy consumption per 1 kg of the obtained product, which is explained by the hydrodynamics of the process, which changes in time not only by pulsating changes in the velocity of the coolant with alternating drying time intervals in a dense and fluidized bed, periodic alternation of microwave action and stage moisture saturation during thermal treatment, but also the selected equivalent plate size of raw materials. In this case, the pressure drop in the product layer, corresponding to the mass and heat flux of superheated steam for a given processing mode, ensures minimal energy consumption for the coolant. The use at the initial stage of superheated steam of atmospheric pressure, and then microwave energy, also ensures minimal energy consumption and provides a high-quality product.

Нагревание моно- и дисахаров при температуре 373 К и выше приводит к изменению их химического состава, при этом повышается цветность продуктов, увеличивается содержание редуцированных веществ. Глубина этих процессов, а следовательно, и состав образующихся веществ зависит от состава сахаров, их концентрации, степени и продолжительности теплового воздействия, рН среды и присутствия примесей.The heating of mono- and disaccharides at a temperature of 373 K and higher leads to a change in their chemical composition, while the color of the products increases, and the content of reduced substances increases. The depth of these processes, and therefore the composition of the substances formed, depends on the composition of sugars, their concentration, degree and duration of heat exposure, pH of the medium and the presence of impurities.

Дисахариды построены из соединенных между собой остатков двух молекул моносахаридов. Дисахариды представляют собой гликозиды, так как соединение двух молекул моносахаридов происходит за счет гликозидного гидроксила одного моносахарида и одной из гидроксильных групп другого моносахарида, в результате выделяется одна молекула воды и образуется молекула дисахарида.Disaccharides are built from interconnected residues of two monosaccharide molecules. Disaccharides are glycosides, since the connection of two monosaccharide molecules occurs due to the glycosidic hydroxyl of one monosaccharide and one of the hydroxyl groups of the other monosaccharide, as a result one water molecule is released and a disaccharide molecule is formed.

Одним из составляющих частей химического состава яблок является крахмал, содержание которого в ста граммах продукта 0,8%. Крахмал яблок состоит из амилозы, которая является полисахаридом. Содержание амилозы и амилопектина в крахмале может изменяться в зависимости от вида исходного сырья и от того, из какой части растения он получен. В яблоках пищевые волокна (клетчатка) составляют от 0,6 до 1,8%. Клетчатка это полисахарид, составляющий главную массу клеточных стенок растений. Клетчатка не растворима в воде, а только набухает в ней. В процессе нагревания клетчатка нацело превращается в глюкозу. При более слабом влаготепловом воздействии из клетчатки получается целлобиоза.One of the components of the chemical composition of apples is starch, the content of which in one hundred grams of the product is 0.8%. Apple starch consists of amylose, which is a polysaccharide. The content of amylose and amylopectin in starch can vary depending on the type of feedstock and on what part of the plant it is derived from. In apples, dietary fiber (fiber) ranges from 0.6 to 1.8%. Fiber is a polysaccharide that makes up the bulk of the cell walls of plants. Fiber is not soluble in water, but only swells in it. In the process of heating, fiber is completely converted into glucose. With a weaker moisture and thermal exposure, cellobiosis is obtained from fiber.

Содержание пектиновых веществ в яблоках составляет около 1%. Это высокомолекулярные соединения углеводной природы. В растениях пектиновые вещества присутствуют в виде нерастворимого протопектина, представляющего собой соединение метоксилированной полигалактуроновой кислоты с галактоном и арабаном клеточной стенки. Протопектин переходит в растворимый пектин лишь после обработки разбавленными кислотами или под действием особого фермента протопектиназы. Из водного раствора растворимый пектин осаждается спиртом. The content of pectin in apples is about 1%. These are high molecular weight carbohydrate compounds. In plants, pectin substances are present in the form of insoluble protopectin, which is a compound of methoxylated polygalacturonic acid with galactone and araban cell wall. Protopectin passes into soluble pectin only after treatment with dilute acids or under the action of a special enzyme protopectinase. Soluble pectin is precipitated from the aqueous solution with alcohol.

Пектиновые вещества играют важную роль при созревании, хранении и промышленной переработке различных плодов и овощей. Во время развития плодов протопектин отлагается в клеточных стенках и может накапливаться в плодах в значительных количествах. Созревание плодов характеризуется превращением протопектина в растворимый пектин. Так, у яблок содержание пектиновых веществ достигает максимума приблизительно к периоду уборки плодов. При последующем хранении плодов при температурах, близких к 274 K, содержание протопектина постепенно понижается и происходит накопление растворимого пектина.Pectin substances play an important role in the ripening, storage and industrial processing of various fruits and vegetables. During fetal development, protopectin is deposited in the cell walls and can accumulate in significant amounts in the fruit. Fruit ripening is characterized by the conversion of protopectin to soluble pectin. So, in apples, the content of pectin substances reaches a maximum approximately by the period of fruit harvesting. During subsequent storage of fruits at temperatures close to 274 K, the content of protopectin gradually decreases and soluble pectin accumulates.

Оценку эффективности предлагаемого способа производства плодоовощных (яблочных, грушевых, тыквенных и др.) чипсов и заводской технологии получения яблочных чипсов проводили по величине удельных энергозатрат, приходящихся на 1 кг готовой продукции. Величина удельных энергозатрат, приходящихся на 1 кг яблочных чипсов, приготовленных по заводской технологии, составляет 5430 кДж/кг. Величина удельных энергозатрат, приходящихся на 1 кг яблочных чипсов, приготовленных по предлагаемой технологии, составляет 4230 кДж/кг.Evaluation of the effectiveness of the proposed method for the production of fruit and vegetable (apple, pear, pumpkin, etc.) chips and factory technology for producing apple chips was carried out by the value of specific energy consumption per 1 kg of finished product. The value of specific energy consumption per 1 kg of apple chips prepared according to factory technology is 5430 kJ / kg. The specific energy consumption per 1 kg of apple chips prepared using the proposed technology is 4230 kJ / kg.

Таким образом, приведенный анализ показывает высокую тепловую эффективность предлагаемой технологии производства плодоовощных (яблочных, грушевых, тыквенных и др.) чипсов по сравнению с заводской технологией.Thus, the above analysis shows the high thermal efficiency of the proposed technology for the production of fruit and vegetable (apple, pear, pumpkin, etc.) chips in comparison with the factory technology.

При проведении оценки органолептических свойств по ГОСТ 8756.1-79 установлено, что целевой продукт, полученный по описанной технологии, имеет кисло-сладкий вкус и естественный цвет исходного сырья, представляет собой пластинки с хрупкой хрустящей консистенцией, характерные для чипсов, а также имеет ярко выраженный аромат исходного сырья. По физико-химическим показателям сушеные семечковые фрукты должны соответствовать нормам ГОСТ 28561-90When assessing the organoleptic properties according to GOST 8756.1-79, it was found that the target product obtained by the described technology has a sweet and sour taste and natural color of the feedstock, is a plate with a brittle crisp texture, characteristic of chips, and also has a pronounced aroma feedstock. According to physical and chemical parameters, dried pome fruits must comply with GOST 28561-90

Таким образом, предлагаемый способ производства плодоовощных чипсов дает возможность:Thus, the proposed method for the production of fruit and vegetable chips makes it possible:

- получить пищевой продукт с уникальным гармоничным сочетанием органолептических свойств чипсов.- get a food product with a unique harmonious combination of organoleptic properties of chips.

- достигнуть равномерной влаготепловой обработки продукта вследствие попеременного влаготеплового воздействия потоком пара, СВЧ-энергии и увлажнения, а также использования «мягких» температурных и «щадящих» режимов перемещения продукта при максимальном сохранении формы частиц обрабатываемого продукта;- to achieve uniform moisture and heat treatment of the product due to alternating moisture and heat exposure by steam flow, microwave energy and humidification, as well as the use of "soft" temperature and "gentle" modes of product movement while maintaining the maximum particle shape of the processed product;

- комбинированного по-стадийного осуществления процесса конвективно-СВЧ-сушки с учетом кинетических закономерностей процесса, что повышает тепловую эффективность процесса;- combined stage-by-stage implementation of the convective microwave drying process taking into account the kinetic laws of the process, which increases the thermal efficiency of the process;

- интенсифицировать процесс влагоудаления при сушке вследствие применения СВЧ-энергии;- to intensify the process of moisture removal during drying due to the use of microwave energy;

- осуществлять несложный контроль технологического режима и управление процессом сушки;- to carry out simple control of the technological regime and control of the drying process;

- повышения качества готового продукта за счет использования рационального гидродинамического режима слоя дисперсного продукта, обеспечения микробиологического благополучия готового продукта и снижения отрицательного влияния термического процесса на термолабильный продукт;- improving the quality of the finished product through the use of a rational hydrodynamic regime of the dispersed product layer, ensuring the microbiological well-being of the finished product and reducing the negative impact of the thermal process on the thermolabile product;

- обеспечения оптимального увлажнения вследствие применения подогрева жидкости на предварительной гидротермической обработке (ПГТО) и возможности влагонасыщения за счет распыливания или непосредственного контактирования с жидкостью в зависимости от вида сырья.- ensuring optimal hydration due to the use of fluid heating in the preliminary hydrothermal treatment (PHT) and the possibility of moisture saturation due to spraying or direct contact with the liquid, depending on the type of raw material.

Claims (1)

Способ производства плодоовощных чипсов, включающий сортировку, мойку, инспектирование, калибрование, резку, бланширование, обработку водным раствором, сушку и упаковку, отличающийся тем, что после бланширования плодоовощное сырье подогревают отработанным теплоносителем и обрабатывают в пять последовательных этапов, на первом этапе подогретое сырье подвергают постадийной конвективной сушке со ступенчатыми режимами обработки и последовательно многократно чередующимися стадиями: на первой стадии пластины плодоовощного сырья обрабатывают в плотном слое перегретым паром атмосферного давления, причем продолжительность первой стадии составляет 180 с, на второй стадии обработку осуществляют в псевдоожиженном слое с продолжительностью 60 с и периодом псевдоожижения 4 с; при этом температура перегретого пара в течение первых 15 мин составляет 417…419 K, с 15 мин и до конца сушки - 422…424 К, а скорость перегретого пара при сушке в плотном слое составляет в течение первых 10 мин 2,0…2,2 м/с, с 10 мин по 20 мин - 1,1… 1,4 м/с, с 20 мин и до конца процесса сушки - 0,8… 1 м/с; а при сушке в псевдоожиженном слое - в течение первых 10 мин 6,0…6,2 м/с, с 10 мин по 20 мин - 5,3…5,5 м/с, с 20 мин и до конца процесса сушки - 3,6…3,8 м/с, первый этап осуществляют до массовой доли влаги в нарезанном плодоовощном сырье 42…45%; на втором этапе обработку сырья осуществляют в потоке инертного теплоносителя с подачей СВЧ-энергии при постоянной мощности магнетрона до массовой доли влаги 28…32%; на третьем этапе осуществляют влагонасыщение плодоовощного сырья погружением продукта в подогретый водный раствор с температурой 303…308 К или распыливанием жидкости через увлажнители; на четвертом этапе насыщенный или с нанесенным на поверхность водным раствором продукт досушивают в поле СВЧ при повышении мощности магнетронов и одновременной непрерывной подаче инертного газообразного теплоносителя до остаточной влажности 5…7%, после чего готовый продукт охлаждают и упаковывают в герметичные пакеты. Method for the production of fruit and vegetable chips, including sorting, washing, inspection, calibration, cutting, blanching, processing with an aqueous solution, drying and packaging, characterized in that after blanching, the fruit and vegetable raw materials are heated by the used heat-transfer medium and processed in five successive stages, at the first stage, the heated raw materials are subjected stepwise convective drying with stepwise processing modes and sequentially repeatedly alternating stages: at the first stage of the plate of fruit and vegetable raw materials yvayut a dense layer with superheated steam of atmospheric pressure, wherein the duration of the first stage is 180, the second stage treatment is carried out in a fluidized bed with a duration of 60 seconds and the period of 4 to fluidization; the temperature of superheated steam during the first 15 minutes is 417 ... 419 K, from 15 minutes to the end of drying - 422 ... 424 K, and the speed of superheated steam during drying in a dense layer during the first 10 minutes is 2.0 ... 2, 2 m / s, from 10 minutes to 20 minutes - 1.1 ... 1.4 m / s, from 20 minutes to the end of the drying process - 0.8 ... 1 m / s; and during drying in the fluidized bed - during the first 10 minutes, 6.0 ... 6.2 m / s, from 10 minutes to 20 minutes - 5.3 ... 5.5 m / s, from 20 minutes until the end of the drying process - 3.6 ... 3.8 m / s, the first stage is carried out up to a mass fraction of moisture in chopped fruit and vegetable raw materials 42 ... 45%; at the second stage, the processing of raw materials is carried out in an inert coolant stream with the supply of microwave energy at a constant magnetron power to a moisture mass fraction of 28 ... 32%; at the third stage, moisture saturation of fruit and vegetable raw materials is carried out by immersing the product in a heated aqueous solution with a temperature of 303 ... 308 K or spraying the liquid through humidifiers; at the fourth stage, a product saturated or coated with an aqueous solution is dried in the microwave field with increasing magnetron power and simultaneously supplying an inert gaseous coolant to a residual moisture content of 5 ... 7%, after which the finished product is cooled and packaged in sealed bags.
RU2012127498/13A 2012-07-03 2012-07-03 Fruit-and-vegetable chips production method RU2520142C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012127498/13A RU2520142C2 (en) 2012-07-03 2012-07-03 Fruit-and-vegetable chips production method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012127498/13A RU2520142C2 (en) 2012-07-03 2012-07-03 Fruit-and-vegetable chips production method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012127498A RU2012127498A (en) 2014-01-10
RU2520142C2 true RU2520142C2 (en) 2014-06-20

Family

ID=49884131

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012127498/13A RU2520142C2 (en) 2012-07-03 2012-07-03 Fruit-and-vegetable chips production method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2520142C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2685474C1 (en) * 2018-07-17 2019-04-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ") Method for moisture-thermal treatment of fruit-and-vegetable chips and a line for its implementation
RU2731159C2 (en) * 2015-06-15 2020-08-31 Фраунхофер-Гезелльшафт Цур Фердерунг Дер Ангевандтен Форшунг Е.Ф. Dried fruits and/or vegetables products and methods for production thereof

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992021250A1 (en) * 1991-06-07 1992-12-10 Tgtbt, Ltd. Process and apparatus for preparing fat free snack chips
RU2277351C1 (en) * 2005-06-06 2006-06-10 Андрей Владимирович Гуревич Method for foodstuff production from apples
RU2369284C1 (en) * 2008-05-21 2009-10-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежская государственная технологическая академия Method of continuous drying of food products using convective and microwave energy supply

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992021250A1 (en) * 1991-06-07 1992-12-10 Tgtbt, Ltd. Process and apparatus for preparing fat free snack chips
RU2277351C1 (en) * 2005-06-06 2006-06-10 Андрей Владимирович Гуревич Method for foodstuff production from apples
RU2369284C1 (en) * 2008-05-21 2009-10-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежская государственная технологическая академия Method of continuous drying of food products using convective and microwave energy supply

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2731159C2 (en) * 2015-06-15 2020-08-31 Фраунхофер-Гезелльшафт Цур Фердерунг Дер Ангевандтен Форшунг Е.Ф. Dried fruits and/or vegetables products and methods for production thereof
RU2685474C1 (en) * 2018-07-17 2019-04-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ") Method for moisture-thermal treatment of fruit-and-vegetable chips and a line for its implementation

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012127498A (en) 2014-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Fernandes et al. Drying of exotic tropical fruits: a comprehensive review
RU2449598C1 (en) Vegetable paste preparation method
CA2577064A1 (en) Novel infrared dry branching (idb) and infrared drying technologies for food processing
Doymaz Experimental study on drying characteristics of pomegranate peels
RU2013115626A (en) METHOD FOR REDUCING ACRYLAMIDE CONTENT BY FOOD PROCESSING
Soomro et al. Application of pretreatments on banana slices for improving drying characteristics
RU2520142C2 (en) Fruit-and-vegetable chips production method
Athmaselvi et al. Impact of pretreatment on colour and texture of watermelon rind
RU2337556C1 (en) Method of manufacturing eggplant puree-like vegetable concentrate
RU2458509C2 (en) Mushroom solyanka production method
AU2017261497A1 (en) Fruit and vegetable product beneficial to cardiovascular health and method for preparing same
RU2256379C1 (en) Method of producing dried jerusalem artichoke
Mahayothee et al. INFLUENCE OF POSTHARVEST RIPENING PROCESSES ON APPROPRIATE MATURITY FOR DRYING MANGOES'NAM DOKMAI'AND'KAEW'
CN110024853B (en) Food air drying method
CN107087774A (en) It is dehydrated the processing method of Kiwi berry
RU2569823C1 (en) Potato chips production method
RU2337557C1 (en) Method of manufacturing berry-fruit puree
RU2409986C1 (en) Vegetable paste preparation method
RU2482703C1 (en) Pear chips production method
RU2335911C1 (en) Method of manufacturing puree-like pumpkin-apple concentrate
RU2590719C1 (en) Method for production of concentrated paste from pumpkin
RU2337554C1 (en) Method of manufacturing puree-like vegetable concentrate
RU2348159C1 (en) Method of manufacturing dried celery roots
US1543948A (en) Process of producing fruit cakes
RU2465773C2 (en) Fruit puree production method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150704