RU2778192C1

RU2778192C1 - Method for freeze drying of orange

Info

Publication number: RU2778192C1
Application number: RU2022101131A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Евгеньевич Федоров; Владимир Александрович Ермолаев
Filing date: 2022-01-19
Publication date: 2022-08-15

Abstract

FIELD: food industry.

SUBSTANCE: invention relates to the food industry, namely the production of lyophilized orange. In the proposed method, an orange is peeled before drying, cut into plates, 10-15 mm thick and dried by sublimation in one layer in two stages: at the first stage, infrared heaters with a wavelength of 1.6 mcm are used, at the second stage infrared heaters with a wavelength of 0.8 microns are used. In this case, the residual pressure in the chamber should be 50 Pa, and the product heating temperature should not exceed 40°C.

EFFECT: invention makes it possible to obtain a high-quality lyophilized product with a pronounced characteristic taste, retaining its original shape, with a moisture content of not more than 5%, with a relatively short dehydration time.

1 cl

Description

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к производству лиофилизированного апельсина.The invention relates to the food industry, namely the production of lyophilized orange.

Известен способ вакуумной сублимационной сушки (патент RU 2111672, опубл. 22.01.1997), который заключается в том, что высушиваемый продукт загружают в вакуумную камеру и понижают в ней давление. После достижения температуры в материале 0…-5 °С вакуумный насос отключают и подают жидкий азот в криопанели, установленные в вакуумной камере.A known method of vacuum freeze drying ( patent RU 2111672, publ. 22.01.1997 ), which consists in the fact that the product to be dried is loaded into a vacuum chamber and the pressure in it is reduced. After the temperature in the material reaches 0…-5 °C, the vacuum pump is turned off and liquid nitrogen is supplied to the cryopanels installed in the vacuum chamber.

Недостатком такой технологии является сложность конструкции сушильной установки из-за необходимости наличия жидкого азота.The disadvantage of this technology is the complexity of the design of the drying plant due to the need for liquid nitrogen.

Известен способ сублимационной сушки пищевых продуктов (патент RU 2283603, опубл. 20.09.2006), который включает удаление из высушиваемого продукта около 60-70% влаги путем ступенчатого понижения давления с замораживанием продукта в каждой ступени до минимальной температуры, соответствующей давлению данной ступени. При этом нагрев продукта между ступенями осуществляют газообразным рабочим агентом до температуры -5, -4 °С. При осуществлении способа обеспечивают выдержку продукта в замороженном состоянии при минимальной температуре каждой ступени. Нагрев продукта между ступенями ведут инертным газом.A known method of freeze drying of food products ( patent RU 2283603, publ. 09/20/2006 ), which includes the removal of about 60-70% of moisture from the dried product by stepwise pressure reduction with freezing of the product in each stage to a minimum temperature corresponding to the pressure of this stage. At the same time, the heating of the product between the stages is carried out by a gaseous working agent to a temperature of -5, -4 °C. When implementing the method, the product is held in a frozen state at the minimum temperature of each stage. The heating of the product between the stages is carried out with an inert gas.

Недостатком указанного способа является относительно высокая продолжительность процесса.The disadvantage of this method is the relatively high duration of the process.

Известен способ производства сублимированного продукта из растительного сырья (патент RU 2735693, опубл. 05.11.2020), в котором перед сушкой в сырье регулируют концентрацию сухих веществ, пошагово добавляя подготовленную воду таким образом, чтобы концентрация сухих веществ достигала от 14,0 % до 32,5 %. Сублимационную сушку проводят в силиконовых формах при температуре от -18°С до -35°С и толщине слоя продукта от 4 до 8 мм.There is a known method for the production of a sublimated product from vegetable raw materials ( patent RU 2735693, publ. 11/05/2020 ), in which, before drying, the concentration of dry substances in the raw material is regulated by stepwise adding prepared water so that the concentration of dry substances reaches from 14.0% to 32 ,5 %. Freeze drying is carried out in silicone molds at a temperature of -18°C to -35°C and a product layer thickness of 4 to 8 mm.

Недостатком указанного способа также является относительно высокая продолжительность процесса сушки.The disadvantage of this method is also the relatively long duration of the drying process.

Техническим результатом настоящего изобретения является сокращение продолжительности сушки при сохранении качества лиофилизированного продукта.The technical result of the present invention is to reduce the drying time while maintaining the quality of the lyophilized product.

Технический результат достигается тем, что апельсин перед сушкой чистят, нарезают пластинами, толщиной 10-15 мм и сушат сублимационным способом в один слой в две стадии: на первой стадии, продолжительностью 90-110 мин используются инфракрасные нагреватели с длиной волны 1,6 мкм, на второй стадии используются инфракрасные нагреватели с длиной волны 0,8 мкм. Остаточное давление в камере при этом должно составлять 50 Па, а температура нагрева продукта – не более 40 °С. The technical result is achieved by the fact that before drying the orange is cleaned, cut into plates, 10-15 mm thick and dried by sublimation in one layer in two stages: at the first stage, lasting 90-110 minutes, infrared heaters with a wavelength of 1.6 microns are used, at the second stage, infrared heaters with a wavelength of 0.8 microns are used. In this case, the residual pressure in the chamber should be 50 Pa, and the product heating temperature should not exceed 40 °C.

На первой стадии за счет большей длины волны лучше прогреваются поверхностные слои продукта, что обуславливает интенсивную десублимацию влаги на периферии. На второй стадии, когда поверхностные слои просушились и необходимо более глубокое проникновение инфракрасных лучей используются инфракрасные лампы с меньшей длиной волны. Благодаря тому, что температура нагрева продукта не превышает 40°С в нем сохраняются ценные термолабильные вещества. За счет изменения длины волны на различных стадиях сушки удается сократить продолжительность обезвоживания и повысить качество продукта.At the first stage, due to the longer wavelength, the surface layers of the product warm up better, which causes intense desublimation of moisture at the periphery. In the second stage, when the surface layers have dried and deeper penetration of infrared rays is needed, infrared lamps with a shorter wavelength are used. Due to the fact that the heating temperature of the product does not exceed 40 ° C, valuable thermolabile substances are stored in it. By changing the wavelength at different stages of drying, it is possible to reduce the duration of dehydration and improve the quality of the product.

Примеры выполненияExecution examples

Пример 1. Апельсин чистят, нарезают пластинами, толщиной 10 мм и укладывают на поддон в один слой. Поддон с замороженным продуктом загружается в сушильную камеру, которую закрывают. Устанавливают температуру нагрева 40 °С и запускают процесс сушки. Сушку осуществляют при остаточном давлении 50 Па. В течение первых 90 мин. для нагрева используются инфракрасные нагреватели с длиной волны 1,6 мкм. Затем на смену им включаются инфракрасные нагреватели с длиной волны 0,8 мкм и продукт сушится до содержания влаги 5%.Example 1. Orange is peeled, cut into plates, 10 mm thick and placed on a pallet in one layer. The pallet with the frozen product is loaded into the drying chamber, which is closed. Set the heating temperature to 40 °C and start the drying process. Drying is carried out at a residual pressure of 50 Pa. During the first 90 min. infrared heaters with a wavelength of 1.6 microns are used for heating. Then they are replaced by infrared heaters with a wavelength of 0.8 microns and the product is dried to a moisture content of 5%.

Указанным способом удается получить сублимированный апельсин с высокими качественными показателями при относительно невысокой продолжительности обезвоживания. In this way, it is possible to obtain a freeze-dried orange with high quality indicators with a relatively short duration of dehydration.

Пример 2. Апельсин чистят, нарезают пластинами, толщиной 10 мм и укладывают на поддон в один слой. Поддон с замороженным продуктом загружается в сушильную камеру, которую закрывают. Устанавливают температуру нагрева 40 °С и запускают процесс сушки. Сушку осуществляют при остаточном давлении 50 Па. В течение первых 100 мин для нагрева используются инфракрасные нагреватели с длиной волны 1,6 мкм. Затем на смену им включаются инфракрасные нагреватели с длиной волны 0,8 мкм и продукт сушится до содержания влаги 5 %.Example 2. Orange is peeled, cut into plates, 10 mm thick and placed on a pallet in one layer. The pallet with the frozen product is loaded into the drying chamber, which is closed. Set the heating temperature to 40 °C and start the drying process. Drying is carried out at a residual pressure of 50 Pa. During the first 100 minutes, infrared heaters with a wavelength of 1.6 µm are used for heating. Then they are replaced by infrared heaters with a wavelength of 0.8 microns and the product is dried to a moisture content of 5%.

Пример 3. Апельсин чистят, нарезают пластинами, толщиной 10 мм и укладывают на поддон в один слой. Поддон с замороженным продуктом загружается в сушильную камеру, которую закрывают. Устанавливают температуру нагрева 40 °С и запускают процесс сушки. Сушку осуществляют при остаточном давлении 50 Па. В течение первых 110 мин. для нагрева используются инфракрасные нагреватели с длиной волны 1,6 мкм. Затем на смену им включаются инфракрасные нагреватели с длиной волны 0,8 мкм и продукт сушится до содержания влаги 5 %.Example 3. Orange is peeled, cut into plates, 10 mm thick and placed on a pallet in one layer. The pallet with the frozen product is loaded into the drying chamber, which is closed. Set the heating temperature to 40 °C and start the drying process. Drying is carried out at a residual pressure of 50 Pa. During the first 110 min. infrared heaters with a wavelength of 1.6 microns are used for heating. Then they are replaced by infrared heaters with a wavelength of 0.8 microns and the product is dried to a moisture content of 5%.

Пример 4. Апельсин чистят, нарезают пластинами, толщиной 10 мм и укладывают на поддон в один слой. Поддон с продуктом загружается в сушильную камеру, которую закрывают. Устанавливают температуру нагрева 40°С и запускают процесс сушки. Сушку осуществляют при остаточном давлении 50 Па. В течение первых 40 мин. для нагрева используются инфракрасные нагреватели с длиной волны 1,6 мкм. Затем на смену им включаются инфракрасные нагреватели с длиной волны 0,8 мкм и продукт сушится до содержания влаги 5%.Example 4. Orange is peeled, cut into plates, 10 mm thick and placed on a pallet in one layer. The pallet with the product is loaded into the drying chamber, which is closed. Set the heating temperature to 40°C and start the drying process. Drying is carried out at a residual pressure of 50 Pa. During the first 40 min. infrared heaters with a wavelength of 1.6 microns are used for heating. Then they are replaced by infrared heaters with a wavelength of 0.8 microns and the product is dried to a moisture content of 5%.

В данном примере из-за недостаточной продолжительности работы первого типа нагревателя с длиной волны 1,6 мкм периферийные слои прогреваются недостаточно хорошо, что увеличивает период досушивания при длине волны 0,8 мкм и повышает общую продолжительность сушки.In this example, due to the insufficient duration of operation of the first type of heater with a wavelength of 1.6 μm, the peripheral layers do not warm up well enough, which increases the post-drying period at a wavelength of 0.8 μm and increases the overall drying time.

Пример 5. Апельсин чистят, нарезают пластинами, толщиной 10 мм и укладывают на поддон в один слой. Поддон с продуктом загружается в сушильную камеру, которую закрывают. Устанавливают температуру нагрева 40°С и запускают процесс сушки. Сушку осуществляют при остаточном давлении 50 Па. В течение первых 150 мин. для нагрева используются инфракрасные нагреватели с длиной волны 1,6 мкм. Затем на смену им включаются инфракрасные нагреватели с длиной волны 0,8 мкм и продукт сушится до содержания влаги 5%.Example 5. Orange is peeled, cut into plates, 10 mm thick and placed on a pallet in one layer. The pallet with the product is loaded into the drying chamber, which is closed. Set the heating temperature to 40°C and start the drying process. Drying is carried out at a residual pressure of 50 Pa. During the first 150 min. infrared heaters with a wavelength of 1.6 microns are used for heating. Then they are replaced by infrared heaters with a wavelength of 0.8 microns and the product is dried to a moisture content of 5%.

В данном примере из-за слишком большой продолжительности работы первого типа нагревателя с длиной волны 1,6 мкм оболочка продукта пересушивается и снижается качество продукта.In this example, due to the too long operation of the first type of heater with a wavelength of 1.6 μm, the product cladding is overdried and the quality of the product is reduced.

Таким образом, указанные в изобретении параметры сублимационной сушки (пример 1-3) позволяют получить лиофилизированный продукт высокого качества с ярко-выраженным характерным вкусом, сохраняющий первоначальную форму, с содержанием влаги не более 5 % при относительно небольшой продолжительности обезвоживания.Thus, the freeze-drying parameters indicated in the invention (example 1-3) make it possible to obtain a high-quality lyophilized product with a pronounced characteristic taste, retaining its original shape, with a moisture content of not more than 5% with a relatively short duration of dehydration.

Claims

The method of sublimation drying of an orange, in which the orange is peeled, cut into plates 10-15 mm thick and dried in one layer at a residual pressure of 50 Pa and a product heating temperature of not more than 40 ° C, characterized in that drying is carried out in two stages: at the first stage , lasting 90-110 min, using infrared heaters with a wavelength of 1.6 μm, in the second stage, lasting 80-100 min, using infrared heaters with a wavelength of 0.8 μm.