Баровакуумная сушка в зависимости от начальных температурных условий

За последние десятилетия разработано достаточно большое количество способов сушки пищевых продуктов, основанных на различных принципах. Большие перспективы показывает сушка в условиях пониженного давления. За счет создания вакуума температура кипения воды снижается и значительно повышается коэффициент массообмена, что способствует интенсификации испарения влаги с поверхности продукта [4]. Повысить эффективность данного вида обезвоживания можно за счет использования переменного давления, так называемой баровакуумной сушки.

Принцип действия баровакуумной сушки состоит в том, что вначале продукт выдерживают под избыточным давлением в течение определенного периода времени, после чего давление в камере резко сбрасывают и создают разряженную среду. Благодаря этому, возникающий градиент давления внутри продукта способствует интенсивному перемещению влаги на поверхностные слои и последующему испарению [5, 6].

В настоящее время баровакуумная сушка используется преимущественно для обезвоживания пиломатериалов. Несмотря на ее эффективность, в пищевой промышленности данный способ обезвоживания совершенно не исследован, данную технологию рассматривают преимущественно в деревообрабатывающей промышленности [7].

Цель исследований . Изучение процессов баровакуумной сушки продуктов с различными температурными режимами.

Объекты исследований . Мягкие сыры Адыгейский, Рокфор, Русский камамбер.

Результаты исследований и их обсуждение. Опыты проводили при следующих условиях: вначале продукт выдерживали под избыточным давлением 25 кПа при заданной температуре тел-поносителя в течение 15 мин. После чего давление сбрасывали до атмосферного, понижали дав- ление до 6–7 кПа и включали инфракрасные лампы нагрева. Температуру задавали в значениях 40, 50, 60, 70°С.

На рис. 1 представлены графики изменения относительной массы мягких сыров при барова-

б

в

Рис. 1. Изменение относительной массы при баровакуумной сушке сыров: а – Адыгейский; б – Рокфор; в – Русский камамбер

Вначале, когда продукт выдерживают под избыточным давлением, наблюдается повышение температуры продукта за счет контакта с теплоносителем, при этом скорость сушки составляет до 8–10 %/ч. После сброса давления и вакуумирования камеры наблюдается повышение скорости сушки до 12–16 %/ч. Наименьшее время обезвоживания наблюдалось при баровакуумной сушке с температурой нагрева 70°С и составляло 410, 270 и 320 мин соответственно для сыров Адыгейский, Рокфор и Русский камамбер. Снижение температуры нагрева до 60°С влекло за собой увеличение продолжительности обезвоживания соответственно на 40, 20 и 30 мин для вышеуказанных сыров. Наибольшая продолжительность сушки наблюдалось при обезвоживании сыров с температурой 40°С и было равно от 270 (Рокфор) до 410 мин (Адыгейский).

Время, мин

—•— 40°С      50°С      60°С      70°С

а

Время, мин

—•— 40°С       50°с      60°с      70°с

б

Рис. 2. Изменение температуры в толще сыров (а – Адыгейский; б – Рокфор; в – Русский камамбер) и температуры в камере (г) при баровакуумной сушке

в

Время, мин

—•—40°с     50°с ^^60°с     70°с

Г

Рис. 2. Окончание

Установлено, что с понижением температуры сушки сокращается время, необходимое для прогрева продукта до нужного значения. Так, при температуре нагрева 70°С мягкие сыры прогреваются до данного уровня через 70÷90 мин после начала процесса, в то время как при установленной температуре сушки 40°С это время составляет 30÷40 мин. То же самое относится и к температуре в камере. При установленной температуре сушки 40°С время прогрева камеры до заданного значения равно 30 мин. При установленных температурах нагрева 50, 60, 70°С время прогрева составляет соответственно 40, 50 и 60 мин.

Для сухих сыров была проведена органолептическая оценка по 75-балльной шкале по методике, представленной в табл. 1.

Таблица 1

Показатель	Оценка, балл	Характеристика
Вкус	11-15	Ярко выраженный, характерный
	6-10	Слабовыраженный, наличие посторонних привкусов
	0-5	Посторонний, горький, пригорелый
Цвет	11-15	Характерный, равномерный по всей массе, от светло-желтого до желтого
	6-10	Неравномерный, наличие областей с отклонениями в цвете
	0-5	Существенные отклонения в цвете по всему объему
Консистенция	11-15	Однородная, легкорассыпчатая, в виде частиц одинакового размера
	6-10	Неоднородная, наличие слипшихся областей, частицы отличаются по размеру
	0-5	Неоднородная, большая часть в виде слипшихся частиц, значительно отличающихся по размеру
Форма	11-15	Хорошо сохранившаяся, с характерной усадкой
	6-10	Наличие деформированных областей
	0-5	Существенные деформации формы
Запах	11-15	Хорошо выраженный, характерный сырный
	6-10	Слабовыраженный, наличие слабых посторонних запахов
	0-5	Посторонний, затхлый

Методика проведения органолептической оценки сухих сыров

В качестве показателей выступали вкус, цвет, консистенция, запах и форма, каждый из них имел максимальную оценку в 15 баллов.

В табл. 2 представлены данные по результатам органолептической оценки мягких сыров баровакуумной сушки.

Результаты органолептической оценки сухих мягких сыров

Таблица 2

Вид сыра	Показатель	Температура сушки, °С
		40	50	60	70
Адыгейский	Вкус	15	14	14	11
	Цвет	14	14	13	12
	Консистенция	14	13	13	13
	Форма	14	14	13	13
	Запах	14	14	13	10
	Итого	71	69	66	59
Рокфор	Вкус	14	14	13	11
	Цвет	15	14	14	12
	Консистенция	14	13	12	11
	Форма	13	13	13	11
	Запах	14	14	13	12
	Итого	70	68	65	57
Русский камамбер	Вкус	14	13	12	10
	Цвет	13	14	13	13
	Консистенция	14	15	14	13
	Форма	14	13	13	12
	Запах	15	15	13	10
	Итого	70	70	65	58

По результатам исследований наиболее высокие качественные показатели мягких сыров наблюдаются при наименее возможной температуре нагрева, в данном случае при температуре сушки 40°С и составляют 70–71 балл. Повышение температуры сушки до 50°С обуславливает снижение органолептической оценки сыров Алыгейский и Рокфор всего на 2 балла, для сыра Русский камамбер не наблюдалось изменений суммарного балла. Повышение температуры сушки до 60 и 70°С влечет за собой заметное снижение качественной оценки еще на 3–5 и 10–12 баллов соответственно.

На рис. 3 представлены графики изменения удельных энергозатрат при баровакуумной сушке мягких сыров.

□ Адыгейский □ Рокфор s Русский камамбер

Рис. 3. Удельные энергозатраты при баровакуумной сушке мягких сыров

С повышением температуры нагрева от 40 до 50°С удельные энергозатраты увеличиваются в среднем на 8 %. При установленном температурном режиме в 60 и 70°С величина энергозатрат больше, чем при сушке с температурой нагрева 40°С соответственно на 20 и 40 %.

Заключение . Таким образом, в ходе проведенной работы были исследованы процессы баровакуумной сушки мягких сыров. На основании результатов исследований рекомендуемая температура нагрева составляет 50°С, что обеспечивает высокое качество продукта (68–70 баллов из 75) и относительно невысокие удельные энергозатраты – 2,7÷3,3 кВт/кг удаленной влаги.