ТЕПЛОВАЯ ОБРАБОТКА

Бланширование картофеля существенно изменяет его физико-химические свойства. Характер и интенсивность этих изменений зависят от вида сырья, его химического состава, главным образом, от содержания в нем крахмала, белковых веществ и воды, а также способа бланширования и состояния продукта (целые клубни или ломтики).

Многими исследователями обоснована необходимость бланширования и охлаждения картофеля для обеспечения старения крахмала и уменьшения его гидрофильности, что в процессе дальнейшей варки предотвращает интенсивное набухание крахмальных зерен и возможность разрыва оболочек клеток мякоти в процессе производства картофеле- продукта. Бланширование способствует удалению воздуха из тканей клубня и прекращает деятельность окислительных ферментов, разрушающих витамины А и С и вызывающих порчу продукта, а также позволяет сохранить его натуральный цвет и вкус.

Кроме того, этот процесс ускоряет последующие процессы кулинарного приготовления блюд из картофеля, особенно из сушеного.

Тепловая обработка картофеля приводит к клейстири- зации крахмала и другим изменениям, которые способствуют улучшению кулинарных свойств сушеных продуктов. При этом происходят и нежелательные изменения, которые сводятся к обеднению химического состава сырья, особенно при обработке его кипящей водой, а также частичное разрушение витаминов, главным образом витамина С. Особенно велики потери при бланшировании ломтиков картофеля в воде. При бланшировании целых клубней в кожице потери сухих веществ уменьшаются в 2—2,5 раза по сравнению с нарезанными, однако измельчение бланшированных клубней составляет определенную трудность, особенно на кубики и пластинки.

Наклонный ленточный бланширователь БКП (рис. 9) представляет собой прямоугольный короб, герметически закрытый металлическим кожухом и покрытый изоляционным материалом. Внутри смонтирован наклонный скребковый транспортер с лентой из коррозионностойкой проволочной сетки. Он подает продукт на дальнейшую технологическую обработку. При такой конструкции нет необходимости устанавливать дополнительные загрузочные транспортеры. Загружают и выгружают нарезанный картофель через барабанные шлюзовые устройства. Барабаны загрузочного и разгрузочного устройства приводятся в действие от барабанов ленты транспортера. Для доступа внутрь бланширова- теля имеются люки. За загрузочным барабаном на высоте

Рис. 9. Бланширователь типа БКП:

/ — загрузочное устройство, 2 — заслонка, 3 — паропровод, 4 — трубы для отвода мелких частиц продукта, 5 — ловушка, 6 — труба для подачи смеси пара конденсата, 7 — форсунки, 8 — козырек.

70 мм от ленты установлена заслонка, с помощью которой разравнивается слой нарезанного картофеля.

Наклонный ленточный бланширователь устроен так, что он может работать на смеси пара и конденсата, которая, минуя конденсационный горшок, по трубе поступает в форсунки. Отсюда острый пар или смесь пара и конденсата направляется в корпус бланширователя. Во избежание попадания конденсата в продукт над форсунками установлен козырек. Конденсат из бланширователя стекает в ловушку, устроенную по принципу маслоуловителя, мелкие частицы продукта задерживаются перегородками. Благодаря закрытой паровой камере, наличию герметизированного дозатора и выгружателя продукта, а также отсутствию вытяжных труб утечка пара незначительна.

Принцип действия туннельного бланширователя БК (рис. 10) заключается в следующем. Сырье загружают в ковши, которые продвигаются через туннель транспортером. Они погружены в горячую воду или находятся под действием пара. По окончании процесса ковши выносят бланшированный продукт из туннеля и передают его на охлаждение. Продолжительность бланширования от 2 до 32 мин.

Рис. 10. Бланширователь типа БК:

1 — электропривод транспортера, 2 — туннель, 3 — ковшовый транспортер, 4 — каркас, 5 — паропровод, 6 — водопровод.

При варке картофель приобретает новые свойства, характерные для кулинарно обработанных продуктов. Клубни варят очищенными или неочищенными в зависимости от назначения конечного продукта. В процессе варки происходит их размягчение, изменение массы, цвета, витаминов и др. Механическая прочность уменьшается более чем в 20 раз. Продолжительность варки зависит от содержания веществ, способствующих расщеплению протопектина. При варке в воде потеря массы составляет около 3 %. Если варить паром, потери питательных веществ значительно ниже, чем при варке в воде, примерно в три раза ниже потери витамина С, количество водорастворимых веществ увеличивается.

В процессе жарки продукт теряет часть влаги. Вследствие высокой температуры жира эта влага удаляется в основном в виде пара. Поэтому жаренные продукты сохраняют более высокую концентрацию питательных веществ, чем вареные. Кроме того, в поджаренной корочке образуются новые вкусовые и ароматические вещества. Важную и разнообразную роль при жарке играют жиры. Они являются средой, передающей тепло от аппарата к продукту. При этом жиры снижают и выравнивают температуру, обеспечивая равномерный нагрев продукта. Проникая внутрь продукта, жиры повышают его калорийность. Жарка сопровождается уменьшением массы продукта на 30—66 %.

1 — теплообменник, 2 — трубопровод для подачи нагретого масла в рабочую ванну, 3 — обводные трубопроводы, 4 — насос для масла, 5 — регуляторы температуры, 6 — загрузочный транспортер, 7 — вытяжная труба для удаления паров, 8 — грабельно-пластинчатое устройство, 9 — вытяжная труба для удаления продуктов разложения масла, 10 — разгрузочный транспортер, 11 — рабочая ванна.

ясняется это тем, что в вареном картофеле вода связана крахмалом, а в сыром — свободна и поэтому испаряется более интенсивно. При обжаривании сырых ломтиков влажность их быстро снижается до 4—7 %, они приобретают хрустящие свойства, пористую структуру, в них образуются полости, которые заполняются жиром и воздухом, объем их увеличивается, а плотность уменьшается. Крахмальные зерна клеток клейстеризуются и частично декстринизиру- ются.

Для жарки картофеля используют обжарочные печи, конвейерные жаровни, фритюрницы. Обжарочная печь (рис. 11) состоит из масляной ванны, входного и выходного сетчатых транспортеров, грабельно-пластинчатого устройства для продвижения ломтиков через масло, циркуляционной системы и питательных баков для масла. Грабельно-пластинчатое устройство сделано из плоских перфорированных коробов, в днище которых укреплены милиметровые штыри (пальцы) длиной 35—40 см, расположенные в шахматном порядке на расстоянии 50 мм один от другого.

Нарезанные ломтики сырого картофеля с помощью входного сетчатого транспортера попадают в ванну с нагретым жиром, тонут в нем, скользя по наклонной торцевой стенке ванны, и выходным транспортером выносятся из печи. Грабельно-пластинчатое устройство продвигает ломтики со скоростью 0,14—0,16 м/с.

Для обжаривания картофельных ломтиков используют печи с различными системами нагревания. Для промышленного использования наиболее рациональными являются печи с выносными теплообменниками, в которых в качестве теплоносителя используются продукты сгорания газа. В таких печах жир не перегревается, так как он поступает в рабочую ванну уже подогретым до необходимой температуры в специальном теплообменнике. Теплообменник состоит из топки и камеры с расположенным в ней змеевиковым трубопроводом, по которому нагретый жир подается в рабочую, ванну. Жир перед подачей в печь фильтруется, после чего с большой скоростью перекачивается насосом через отдельно расположенный теплообменник в загрузочную часть ванны, а затем удаляется по трубопроводу на фильтрацию, и цикл повторяется снова.

Основной частью жаровни служит жарочная ванна (противень) с греющей рубашкой. Стальное корыто прикреплено к днищу чугунного противня. Пространство между корытом и днищем заполнено минеральным маслом. Температура масла в ванне и теплоносителя в греющей камере автоматически регулируется электроконтактными термометрами. Недостатками этих конструкций являются наличие в их массе пластинчатого конвейера, а также свободное взаимодействие горячего масла с паром, выделяющимся из продуктов, и кислородом воздуха.

Процесс жарки картофеля во фритюрнице ФНЭ-40 протекает непрерывно. Основными узлами ФНЭ-40 (рис. 12) являются: жарочная ванна емкостью 40 л, шнек е электроприводом, загрузочное устройство и опрокидывающийся лоток для выгрузки готовых изделий. Горячий жир в ванне интенсивно перемешивается вращающимся шнеком, что увеличивает его контакт с кислородом воздуха и интенсифицирует нежелательные изменения химико-физических показателей фритюра. Нагрев жира до рабочей температуры в ванне осуществляется трубчатыми электронагревателями. Нарезанный картофель ссыпают в загрузочный бункер, из которого транспортерем подают в жарочную ванну, где он равномерно прожаривается, перемещаясь при помощи шнека через слой горячего жира. Выгружают готовый продукт

Рис. 12. Фритюрница непрерывного действия ФНЭ-40:

1 — жарочная ванна, 2 — каркас, 3 — лопатка, 4 — кожух, 5 — шнек, б — транспортер, 7 — бункер, 5 — облицовка, 9 — редуктор, 10 — электродвигатель, 11 — электронагреватели, 12 — сливной кран, 13 — бак.

с помощью автоматически опрокидывающегося лотка. Продолжительность жарки картофеля при температуре жира 180—200 °С составляет 4 мин.

В последнее время промышленностью начато освоение новых способов жарки картофеля, например, трехстадийного. Его целью являются интенсификация технологического процесса, снижение темпа окисления жира и его экономия. Жарка картофеля осуществляется в три стадии: в поле токов сверхвысокой частоты (СВЧ), горячем жире и горячем воздухе. Технология этого способа заключается в следующем: нарезанный картофель помещают в посуду из диэлектрического материала, устанавливают в шкаф СВЧ и подвергают воздействию токов. Картофель, нарезанный соломкой, обрабатывают в течение 90 с, брусочками — 180 с. В результате такой предварительной обработки из соломки удаляется 40 % влаги, из брусочков — 20—25 %. Затем по- луготовый обезвоженный продукт погружается в жир, нагретый до 180 °С. В горячем жире картофель приобретает вид жареного продукта, но из-за незначительного времени пребывания в нем он не доводится до готовности. До полной кулинарной готовности его доводят в жарочном шкафу при температуре 250—275 °С, при этом из него удаляются оставшиеся 10—20 % влаги. Таким образом жир предохраняется от вредного воздействия влаги, выделяющейся в него на заключительной стадии процесса, что наблюдается, например, при традиционном способе жарки. Вкусовые качества картофеля, жаренного трехстадийным способом, выше, чем жаренного традиционно.

При сушке из продукта удаляется значительная часть

влаги. Так как в клетках сырого картофеля питательные вещества растворены в воде, то по мере высушивания концентрация этого раствора постепенно увеличивается. Наступает момент, когда раствор становится настолько концентрированным, что создающееся в нем осмотическое давление делает невозможным всасывание питательных веществ клетками различных микроорганизмов. Продукт перестает быть скоропортящимся и его можно сохранять без ухудшения качества в течение длительного времени при условии, что содержание влаги в нем не будет вновь повышаться. Оптимальный уровень влажности сушеного картофеля составляет приблизительно 12 %. Если продолжать высушивание, то можно еще снизить содержание влаги в картофеле. Чем меньше влаги остается в продукте, тем меньше возможность его порчи при хранении.

Практически достижение низкой остаточной влажности в продуктах связано со значительными затратами энергии. Кроме того, в обычных условиях оно не всегда целесообразно. Влага, входящая в состав клеток растительных и других продуктов, связана с остальными их веществами. По классификации Ребиндера различают следующие виды связи влаги с материалом: химическую, адсорбционную, осмотическую и капиллярную.

Химическая связь, когда вода входит в состав молекулы вещества, обладает наиболее высокой энергией. Химически связанную воду удалить из вещества без его разрушения практически невозможно. Адсорбционная связь, когда вода в виде тонкой пленки удерживается силами поверхностного натяжения на внутренней и внешней поверхности мицелл коллоидного тела. Для удаления адсорбционной воды необходима длительная сушка. Осмотическая связь, при которой вода связана с твердым телом непрочно и легко удаляется из материала. Иногда этот вид связи называют влагой набухания. Осмотически удерживаемая адсорбционная вода связана с сухим веществом физико-химической связью. Капиллярная связь, которой обладает вода, содержащаяся в капиллярах и связанная с сухим веществом механически. В зависимости от радиуса капилляра различают макрокапиллярную и микрокапиллярную влагу. Для удаления микрокапиллярной влаги требуется больше энергии. Наиболее прочно энергетически связана с веществом адсорбционная влага, особенно мономолекуляр- ной адсорбции. Установлено, что для разрыва связей в монослое нередко требуется больше затрат энергии, чем на перевод свободной жидкости в пар.

В последнее время стало известно, что при сушке некоторых материалов удаляется также химически связанная

влага, особенно тех, где содержатся органические жидкости, способные образовывать с ними различные комплексные соединения, разрушающиеся при сушке. Необходимо отметить, что для удаления одних видов связанной влаги требуется только быстрый подвод значительного количества тепла и максимальная поверхность контакта материала с теплоносителем, а других — определенное время для диффузии влаги к поверхности материала и последующего ее удаления.

В сушильной практике влагу в материале различают также по характеру взаимодействия ее с окружающей средой. По этому признаку она делится на свободную, гигроскопическую и равновесную.

Свободная влага ¦— это влага материала, которая испаряется с такой же интенсивностью, как влага со свободной поверхности жидкости. Количественно свободную влагу можно определить как разность между первоначальной влажностью материала и его гигроскопической влажностью. Гигроскопическая влага обусловливает такую влажность материала, при которой упругость паров воды на поверхности материала меньше упругости паров над поверхностью свободно испаряющейся воды. В этом случае испарение влаги из материала протекает медленнее, чем в этих же условиях со свободной поверхности. Соотношение между свободной и гигроскопической влагой в материале зависит от его коллоидно-структурных свойств. Чем больше свободной влаги, тем материал быстрее сохнет.

Равновесная влага — это влага, при которой наступает равновесие между влажностью материала и влажностью сушильного агента. При такой влажности передвижения влаги из материала в сушильный агент и обратно не наблюдается. Равновесная влажность зависит от температуры и относительной влажности воздуха и изменяется с изменением их.

Основным признаком, определяющим способ сушки, является принцип подвода тепла к высушиваемому материалу. Наиболее распространенными способами являются конвективный, кондуктивный и радиационный. Перспективными считаются вакуумный и высокочастотный. Для изготовления некоторых картофелепродуктов целесообразным является комбинированный способ сушки. Выбор того или другого способа зависит от состояния высушиваемого сырья, его термолабильных свойств и экономичности процесса. Конвективная сушка получила наибольшее распространение при обезвоживании картофеля. Источником энергии служит нагретый воздух или перегретый пар, омывающий обезвоживаемый продукт в самых разнообразных

условиях. Характерная особенность конвективной сушки состоит в том, что перенос влаги внутри продукта происходит за счет влаго- и термовлагопроводности как в виде жидкости, так и пара.

При конвективной сушке важную роль играют параметры сушильного агента (температура, относительная влажность и скорость), толщина слоя продукта и его состояние (плотный, разрыхленный, взвешенный, диспергированный и т. д.). Состояние слоя определяет активную поверхность контакта с сушильным агентом. С повышением температуры сушильного агента интенсивность испарения влаги увеличивается, а продолжительность сушки сокращается. Основная часть тепла воздуха расходуется на возмещение скрытой теплоты парообразования при превращении воды, содержащейся в продукте, в пар. В связи с этим повышенная температура воздуха в начале сушки не создает опасности, так как она соответствует температуре мокрого термометра. Если зона испарения влаги из продукта перемещается вглубь, т. е. интенсивность сушки замедляется, температура продукта начинает резко возрастать и возникает опасность его перегрева. Поэтому во второй период сушки температура сушильного агента не должна быть выше критической.

С уменьшением относительной влажности сушильного агента процесс сушки ускоряется. Малая относительная влажность в начале процесса благоприятствует быстрому перемещению зоны испарения вглубь и образованию на поверхности продукта корочки, замедляющей сушку. При конвективной сушке относительная влажность обработанного сушильного агента должна быть в пределах 40—45 %. С повышением скорости движения сушильного агента интенсивность испарения влаги увеличивается. Удельная нагрузка продукта на 1 м2 сушильной поверхности определяет толщину его слоя и зависит от начальной и конечной влажности, размера и формы ломтиков.

Технологические способы конвективной сушки разнообразны: в плотном слое, в кипящем и в распыленном состоянии и др. Сушка в плотном слое картофелепродуктов имеет в настоящее время наибольшее распространение и применяется преимущественно в паровых ленточных конвейерных сушилках типа СПК, шахтных сушилках типа ВИС и др.

Паровая ленточная конвейерная сушилка типа СПК-4Г-45 (рис. 13) выполнена в виде каркаса, внутри которого один над другим расположены пять сетчатых транспортеров из корозиеустойчивой стали. Все транспортеры имеют одинаковую длину и противоположное направление движения

Рис. 13. Схема пятиленточной конвейерной сушилки СПК-4Г-45:

/ — привод, 2 — каркас сушилки, 3 — паропровод к калориферам, 4 — наклонный транспортер, 5 — вытяжное устройство, 6 — щит контрольно-измерительных приборов.

сетчатых лент. Для лучшего пересыпания продукта с одной ленты на другую оси приводных и натяжных барабанов всех транспортеров смещены между собой. В промежутке по высоте между транспортерными лентами установлены калориферы. На каждом ряду калориферов имеются регулирующие вентили в местах подвода пара, а в местах отвода — конденсатоотводчики, что позволяет индивидуально и в широком диапазоне регулировать тепловой режим в каждой зоне. Подвод пара и его распределение по ярусам производится от впускного коллектора через автоматический клапан. Весь каркас сушилки вместе с транспортерами и встроенными в них калориферами огражден, с одной стороны, съемными щитами, а с другой стороны и с торцов — металлическими дверями. Внутреннее пространство щитов и дверей заполнено теплоизоляцией.

На щитах, установленных в начале и в конце транспортерных лент, устроены смотровые остекленные герметически закрывающиеся небольшие люки, позволяющие производить отбор проб продукта и вести наблюдение за процессом сушки. Люки освещаются электролампами, установленными внутри сушильной камеры. Осмотр и очистку сеток можно производить на холостом ходу, открыв торцевые двери сушилки.

Привод сушилки состоит из двух самостоятельных приводных станций, на каждой из которых установлены два редуктора и цепной вариатор. Один редуктор используется для привода ведущих барабанов транспортерных лент, а другой — для щеток и ворошителей. Благодаря такому устройству на сушилке можно раздельно осуществлять изменение скоростей движения лент: второй и четвертой от одного привода, а первой, третьей и пятой — от другого. Регулировка скоростей движения лент осуществляется без остановки. Различные скорости лент, а следовательно, и время нахождения продукта в отдельных зонах обеспечиваются также и за счет того, что на ведущих барабанах установлены звездочки разных диаметров. В начале первой (верхней), а также в середине первой, второй и третьей лент установлены ворошители с отдельным приводом, а для очистки сеток от налипшего продукта под первой и второй лентами (в конце) установлены щетки. Очистку барабанов от налипшего продукта производят специальные скребки, вмонтированные в пространство между рабочей и холостой ветвями лент. Осыпающиеся кусочки продукта попадают в установленные под скребками лотки, из которых они убираются вручную один раз в смену.

Для удаления отработанного воздуха из сушилки применяется вытяжное устройство, которое состоит из трех камер и осевых вентиляторов № 7. Забор воздуха для подачи в сушилку осуществляется из помещения, а также из принудительной системы вентиляции, состоящей из осевого вентилятора № 8 и парового калорифера.

Сушилка оборудована контрольно-измерительными приборами и приборами автоматики на панелях камеры и щите.

В поточном производстве для досушивания картофельной крупки применяют непрерывно действующие шахтные сушилки типа ВИС (рис. 14). Сушильная камера разделена на две зоны (нижнюю и верхнюю), горячий воздух подается двумя вентиляторами через два раздельно поставленных калорифера. Нагретый воздух поступает одновременно в пространство между верхними полками. Поворачиваясь в воздушных каналах на 180°, теплоноситель проходит над полками средней части сушильной камеры и через батарею циклонов отсасывается вентилятором, а пыль оседает в бункерах.

Камера сушилки представляет собой каркас из углового железа, обшитый листовым железом и покрытый снаружи теплоизоляционным слоем. В камере имеется 20 полок, которые расположены горизонтально на одинаковом расстоянии (120 мм) одна от другой. Верхняя зона сушилки состоит из 12 полок, нижняя — из 8. Каждая полка собрана из 16 пластин, которые удерживаются в горизонтальном положении пружинами. Каждая пластина полки перекрывает соседнюю на 10 мм, что исключает просыпание продукта с верхних полок на нижние. Сушильная камера имеет с двух сторон каналы для движения нагретого воздуха в промежутках между полками.

Приводная станция с механизмом для поворота пластин получает движение от электродвигателя. Механизм для поворота пластин имеет цепь, которая движется вертикально по направляющим угольникам. Со стороны задней стенки

ьйс. 14. Схема шахтной пневматической сушилки типа ВИС:

1 — сушильная камера, 2 — паровые калориферы, 3, 4 — вентиляторы нагнетания горячего воздуха, 5 — циклоны, 6 — вентилятор отсасывающий.

осей пластин укреплены рычаги с пальцами. При движении пальца вверх вертикально становятся секторы нечетного ряда полок, а при движении его вниз — четного ряда. Такой способ сбрасывания высушиваемого продукта с полки на полку предупреждает смещение его в одну сторону сушильной камеры. Поворот пластин каждой полки происходит в результате нажима пальца с роликами на соответствующий двуплечий рычаг, благодаря чему поворачивается тяга с рычагами пластин. Возвращение пластин в исходное положение осуществляется пружинами. Таким образом, ссыпание продукта с полки на полку и с нижней полки в разгрузочную воронку происходит автоматически через строго определенные интервалы времени, равные V20 всего периода сушки.

Загрузка продукта в сушилку производится с помощью устройства, состоящего из каретки и двух ленточных транспортеров, расположенных один над другим. Верхний транспортер подает продукт на нижний, который перемещается синхронно с кареткой. Каретка совершает по рельсам возвратно-поступательное движение. Так как нижний распределяющий транспортер движется радиально в горизонталь

ной плоскости, продукт распределяется на верхней полке сушилки равномерно.

Загрузочная каретка заполняет сырым продуктом верхнюю полку за время одного оборота вертикальной цепи. Разгрузочная воронка, расположенная под камерой сушилки, имеет люк, который закрывается клапаном с противовесом. Положение груза на штоке противовеса определяет предельную нагрузку на клапан.

Когда масса продукта превышает усилие, создаваемое противовесом, происходит частичная разгрузка бункера, после чего клапан возвращается противовесом в горизонтальное положение.

Распылительная сушка картофелепродуктов — один из высокоинтенсивных способов обезвоживания. В распылительной сушильной установке (рис. 15) продукт жидкой консистенции подается насосом по продуктопроводу в верхнюю часть закрытого со всех сторон резервуара или камеры с вертикальными стенками и коническим дном. С помощью специальной форсунки или дискового распылительного устройства при вращении диска со скоростью несколько тысяч оборотов в минуту он мгновенно распыляется, превращаясь в мельчайшие частицы, которые медленно опускаются на дно сушилки и в это время омываются потоком горячего воздуха. Каждая частица высушивается почти мгновенно и на дно сушилки падает уже сухая порошкообразная масса. Несмотря на высокую температуру сушки, готовый высушенный продукт имеет хорошее качество.

Сушка в кипящем, слое заключается в том, что при продувании массы зернистого или измельченного продукта восходящим потоком воздуха или другого газа при определенной скорости, называемой критической, продукт переходит в полувзвешенное состояние и приобретает свойства текучести. В таком состоянии он разрыхляется и интенсивно перемешивается, благодаря чему все частицы омываются сушильным агентом. Вследствие интенсивного перемешивания и контакта отдельных частиц с сушильным агентом происходит выравнивание температуры в массе, что особенно

важно для картофеле- продуктов. Равномерность нагревания отдельных кусочков в условиях кипящего слоя позволяет несколько повысить максимально допустимую температуру теплоносителя и применить более высокие, чем при сушке в плотном слое, температурные режимы, не ухудшая при этом качества готовой продукции.

На рисунке 16 показана сушильная установка с кипящим слоем продукта, принцип работы которой заключается в следующем: картофелепродукт, например картофельные гранулы, непрерывно и равномерно подают питателем в сушильную камеру на кипящий слой, который образуется в результате воздействия на него сушильного агента, фильтрующегося через воздухопроницаемое дно камеры и слой продукта. Под действием вновь поступающего продукта в сушильную камеру он перемещается по дну камеры к месту выгрузки. Время пребывания частиц продукта в камере регулируется толщиной слоя продукта и скоростью фильтрации сушильного агента. При сушке картофелепродуктов в кипящем слое можно значительно повысить удельную нагрузку продукта на поверхность решетки, что в сочетании с уменьшением продолжительности процесса способствует увеличению производительности сушильных установок и уменьшению их габаритов по сравнению с конвейерными, туннельными и шахтными сушилками.

На продолжительность обезвоживания нарезанного картофеля оказывают влияние форма и размер ломтиков, величина удельной нагрузки продукта, скорость, температура и относительная влажность воздуха. Применение ступенчатого температурного режима (в начале процесса 110—

120 °С, а в конце — 60—

70 °С) позволяет интенсифицировать процесс, улучшить технико-экономические показатели работы сушильной установки.

Сушка в кипящем слое является высокоинтенсивным процессом и позволяет по сравнению с сушкой в плотном слое на паровых конвейерных сушилках уменьшить ее продолжительность в 2—3 раза, увеличить удельную нагрузку продукта в 5—7 раз, повысить удельную производительность сушильной установки в 10—15 раз, получить быстроразва- ривающиеся сушеные картофелепродукты хорошего качества с обычной и пониженной влажностью.

При сушке в виброкипящем слое интенсивное перемешивание кусочков сырья происходит в результате одновременного воздействия вибрации решетки и восходящего воздушного потока. Применение вибраций разрыхляет слой, улучшает его однородность даже на решетке с относительно большим живым сечением и обеспечивает устойчивое «кипение» при скорости воздуха ниже критической, необходимой для кипения.

По сравнению с кипящим слоем данный способ сушки менее энергоемок.

Кондуктивная (контактная) сушка широко применяется для обезвоживания густого пюреобразного продукта. В отличие от конвективного при кондуктивном способе испарение влаги происходит за счет передачи тепла высушиваемому продукту через нагретую поверхность. Основным преимуществом такой сушки является значительная интенсивность, обусловленная высоким коэффициентом теплопередачи между горячей поверхностью и продуктом, благодаря чему он быстро обезвоживается. Этот способ отличается сравнительно малыми затратами энергии. Для производства сухого картофельного пюре используют двухвальцовые (рис. 17) или одновальцовые сушилки.

Пюре из желоба-питателя тонкой лентой обволакивает внешнюю поверхность вальцов-барабанов, нагреваемых изнутри паром. Для наблюдения за подачей продукта в сушилку служит смотровое окно. Зазор между барабанами регулируется штурвалом. Подвод пара и вывод конденсата осуществляют через пустотелый вал. Средняя продолжительность сушки на атмосферных вальцовых сушилках составляет 10—12 с при слое картофельного пюре 0,3—0,5 мм.

В двухвальцовых сушилках марки ВС 1000/2000 поверхность нагрева 12 м2, сушильная поверхность 10 м2, частота вращения вальцов 1,7—13 об/мин, рабочее давление пара до 0,5 МПа. Сушильные вальцы представляют собой полые чугунные цилиндры диаметром 1000 мм и длиной 2000 мм, наружная поверхность их покрыта коррозиеустойчивой сталью. С торцов цилиндры закрыты литыми крышками, через которые вводится пар и отводится конденсат. Один вал закреплен на каркасе неподвижно, а другой — передвигается посредством двух штурвалов. Это позволяет регулировать зазор между ними в пределах 0—3 мм. Между сушильными вальцами с торцов имеются подвесные щечки- ограничители. Сушилки снабжены сифонными трубками для отвода конденсата, пароподводящими трубопроводами и отсасывающим вентилятором № 8 для удаления влаги, испаряющейся при сушке. Сушеный продукт с вальцов снимается специальными ножами, которые снабжены прижимными болтами со штурвалами и смонтированы на общем бруске с регулируемым углом наклона. Продукт в виде полусухой ленты спускается по отвалам сушилки и подается на транспортер. Производительность сушилки на производстве подсушенного картофельного пюре (от 80—82 до 38—40 % влаги) — 150 кг/ч.

Одновальцовая сушилка состоит из сушильного барабана, пяти распределительных роликов, станины, питающей спирали для равномерного распределения пюре по сушильному барабану, чугунного ножевого бруса, предназначенного для установки ножей с прижимными винтами. Сушилка оборудована вытяжным вентилятором для удаления испаряющейся влаги.

Работа сушилки осуществляется следующим образом. Картофельное пюре поступает на середину сушильного барабана, откуда распределяется шнеком в обе стороны. При этом верхний распределительный ролик, устанавливаемый на расстоянии 12,5 мм от сушильного барабана, обволакивается массой и наносит ее тонким слоем на сушильный барабан. Для увеличения толщины этого слоя служат три распределительных ролика, на которые наносят пюре. На нижнем (пятом) ролике обычно накапливаются остатки кожицы и глазки, не удаленные с клубней при очистке и до- чистке. Поэтому его периодически очищают и снятое пюре передают на корм скоту.

Обезвоживание производят при давлении пара 0,5— 0,6 МПа. Сушеный продукт снимают сплошной лентой ножами, расположенными на противоположной от загрузки стороне сушильного барабана. Лента сухого пюре поступает по наклонному фартуку в ломатель, выполненный в виде бокового лопастного шнека. Здесь продукт измельчается и одновременно транспортируется к разгрузочному концу шнека, где засасывается в трубу воздушным потоком от осевого вентилятора и улавливается циклоном. Производительность сушилки 300—350 кг/ч готового продукта.

За последние годы достигнуты значительные успехи в области сушки пищевых продуктов, в том числе и картофеля. Разработаны новые способы сушки, обеспечивающие значительную интенсификацию процесса получения готовых продуктов высокого качества при хороших технико-экономических показателях работы сушильных установок. Заслуживают внимания интенсивные способы, обеспечивающие получение продукта после восстановления с хорошими органолептическими показателями и высокой питательной ценностью. Интенсификация процессов достигается за счет максимально возможного увеличения поверхности контакта между высушиваемым продуктом и сушильным агентом, за счет значительного увеличения скорости их перемещения, применения комбинированного энергоподвода, сочетания обезвоживания с замораживанием, взрыванием, вспениванием и др.

Радиационная. Сушкой с помощью комбинации нагретого воздуха и инфракрасных лучей (ИК) можно значительно ускорить процесс обезвоживания продукта. Это достигается за счет увеличения плотности теплового потока на поверхности продукта и использования свойств коротковолнового ИК-излучения проникать на некоторую его глубину.

При ИК-облучении частиц продукта со сравнительно большими линейными размерами создаются значительные (по сравнению с конвективной сушкой) температурные перепады внутри и на поверхности. При этом поток влаги переносит в глубь продукта некоторое количество теплоты, что ускоряет внутренний теплообмен. Интенсификация прогревания продукта способствует повышению перемещения влаги внутри его.

Превращение лучистой энергии в тепловую обусловлено оптическими свойствами сырья, т. е. его поглотительной, отражательной и пропускательной способностью. Энергия ИК- излучения превращается в тепло только в том случае, если она поглощается облучаемым продуктом. Для разных материалов степень поглощения и глубина проникновения ИК- лучей различны, так как они избирательно относятся к длине волны падающего излучения. Длина волны в свою очередь зависит от температуры генератора ИК-излучения.

Картофель обладает ярко выраженными оптическими свойствами. Для сушки картофеля рекомендуют коротковолновое ИК-излучение от 1,2 до 2,4 мкм с наиболее целесообразной температурой генератора 2073 °С. При сушке в кипящем слое с конвективно-радиационным подводом тепла продолжительность процесса сокращается на 25 %.

Микроволновая сушка картофеля с использованием энергии сверхвысокой частоты (СВЧ) обладает рядом преимуществ. Проникающий эффект микроволн и высокое поглощение их молекулами воды интенсифицирует процесс. Поглощенная энергия быстро превращается в тепло внутри ломтиков, влага переходит в пар и вследствие этого давление пара во внутренних слоях повышается до такой степени, что частицы увеличиваются в объеме и сохраняют его при досушке. В результате получается пористый сушеный продукт с улучшенной способностью восстанавливаться. Время, необходимое для восстановления сушеного продукта, составляет 10 мин вместо 20—25 мин при конвективных способах.