Способ сушки ягод и устройство для его осуществления

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ СУШКИ ЯГОД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(71) Заявитель Учреждение образования Могилевский государственный университет продовольствия(72) Авторы Шуляк Виктор Анатольевич Изотова Людмила Анатольевна(73) Патентообладатель Учреждение образования Могилевский государственный университет продовольствия(56) ФЕЛОНЕНКО Г.К. Сушка пищевых растительных материалов. - М. Пищевая промышленность, 1971. - С. 391393. ГРИШИН М.А. Установки для сушки пищевых продуктов. - М. Агропромиздат, 1989. - С. 117-119.2168900 2, 2001.2133094 1, 1999.2588068 1, 1987.2100 1, 1998.395678, 1973.(57) 1. Способ сушки ягод, при котором ягоды очищают от плодоножки и продувают нагретым воздухом в ленточной конвейерной сушилке, отличающийся тем, что перед продувкой нагретым воздухом ягоды располагают в один слой на горизонтальном сетчатом конвейере и прокалывают. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ягоды прокалывают на глубину 0,1-0,4 эквивалентного диаметра ягоды. 14956 1 2011.10.30 3. Устройство для сушки ягод, содержащее наклонный транспортер, установленный с возможностью подачи ягод в ленточную конвейерную сушилку, отличающееся тем, что перед наклонным транспортером расположен горизонтальный сетчатый конвейер, над которым по всей его ширине размещена с возможностью вертикального перемещения и соединенная с приводом каретка с иглами, расстояние между рядами которых равно эквивалентному диаметру ягод. 4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что диаметр иголок равен 0,1-0,5 мм. Изобретение относится к технологии сушки, в частности к способам и устройствам для конвективной сушки ягод нагретым воздухом, и может быть использовано в пищевой промышленности. Известен способ сушки ягод, при котором ягоды очищают от плодоножки и продувают нагретым воздухом в ленточной конвейерной сушилке 1. Известный способ реализуется в устройстве для сушки ягод, содержащем наклонный транспортер, установленный с возможностью подачи ягод в ленточную конвейерную сушилку 2. Наиболее существенным недостатком известного способа и устройства является низкая интенсивность внешнего и внутреннего влагообмена при сушке. Это обусловлено большим внутридиффузионным сопротивлением покровных слоев ягод (часто ягоды имеют восковое покрытие). Особенность сушки ягод заключается в том, что при интенсивном внешнем теплоподводе растет внутреннее давление, и это приводит к разрыву поверхностных слоев и в конечном итоге к браку. Задачей настоящего изобретения является интенсификация конвективной сушки ягод путем создания искусственных каналов для транспорта водяных паров с внутренних слоев ягоды. По предлагаемому способу сушки ягод, при котором ягоды очищают от плодоножки и продувают нагретым воздухом в ленточной конвейерной сушилке, согласно изобретению,перед продувкой нагретым воздухом ягоды располагают в один слой на горизонтальном сетчатом конвейере и прокалывают. Целесообразно также, чтобы по предлагаемому способу сушки ягоды прокалывали на глубину 0,1-0,4 эквивалентного диаметра ягоды. В предлагаемом устройстве для сушки ягод, содержащем наклонный транспортер,установленный с возможностью подачи ягод в ленточную конвейерную сушилку, согласно изобретению, перед наклонным транспортером расположен горизонтальный сетчатый конвейер, над которым по всей его ширине размещена с возможностью вертикального перемещения и соединенная с приводом каретка с иглами, расстояние между рядами которых равно эквивалентному диаметру ягод. Целесообразно также, чтобы в предлагаемом устройстве диаметр иголок был равен 0,1-0,5 мм. Прокалывание оболочек ягод, расположенных в один слой, обеспечивает в начальный период прогрева ягоды снижение внутреннего давления, а в процессе сушки создает искусственные каналы для оттока паров с внутренних слоев ягоды. Все это обеспечивает снижение внутридиффузионного сопротивления транспорту водяных паров и интенсификацию сушки. Прокалывание всех ягод будет гарантированным, если ягоды будут расположены в один слой. Такая организация процесса сушки позволяет проводить процесс(особенно в начальный период сушки) при большей интенсивности теплоподвода без растрескивания ягоды и потери качества готового продукта. Прокалывание ягод на глубину 0,1-0,4 эквивалентного диаметра ягоды обеспечит отток паров с внутренних слоев ягоды. Основное диффузионное сопротивление массопере 2 14956 1 2011.10.30 носу оказывают покровные слои ягоды, часто имеющие восковое покрытие, поэтому даже минимальная глубина прокола в пределах 0,1 диаметра ягоды обеспечит прохождение паров через этот слой. Максимальная глубина прокалывания в пределах 0,4 диаметра ягоды позволит обеспечить каналы для транспорта водяных паров из самых глубинных слоев ягоды. Размещение перед наклонным транспортером горизонтального сетчатого конвейера,над которым по всей его ширине размещена с возможностью вертикального перемещения и соединенная с приводом каретка с иглами, позволяет прокалывать ягоды на различную глубину с образованием каналов для транспорта водяных паров. Расположение рядов иголок на расстоянии друг от друга, равном эквивалентному диаметру ягод, обеспечит равномерное прокалывание всех ягод, находящихся на горизонтальном сетчатом конвейере в один слой. Ряды иголок могут располагаться перпендикулярно продольной оси сетчатого конвейера или под некоторым углом к ней. При этом, изменяя частоту колебаний каретки с иголками, одну и ту же ягоду можно проколоть несколько раз, создавая большее или меньшее число каналов для оттока паров влаги. В предельном случае иголки могут располагаться в один ряд по всей ширине сетчатого конвейера. Выбор диаметра иголок из диапазона 0,1-0,5 мм позволяет создавать каналы для паровой фазы, но не приводит к сокоотделению в начальный момент сушки, так как поверхностное натяжение сока удерживает каплю у устья отверстия. Меньший размер отверстия 0,1 мм соответствует ягодам с маловязким соком (красная смородина, малина, ежевика и т.п.), больший диаметр иголок 0,5 мм соответствует ягодам с высокой вязкостью сока(черная смородина, крыжовник и т.п.). Изобретение поясняется фигурами. На фиг. 1 представлена схема устройства для сушки ягод предлагаемым способом, на фиг. 2 - сечение каретки с иголками, на фиг. 3 - кривая сушки красной смородины на фиг. 4 - кривая скорости сушки красной смородины на фиг. 5 - кривая сушки черной смородины на фиг. 6 - кривая скорости сушки черной смородины на фиг. 7 - кривая сушки крыжовника на фиг. 8 - кривая скорости сушки крыжовника. Устройство для сушки ягод предлагаемым способом содержит горизонтальный сетчатый конвейер 1, над которым по всей его ширине расположена с возможностью вертикального перемещения каретка с иголками 2. Расстояние между рядами иголок равно эквивалентному диаметру ягод, а диаметр иголок равен 0,1-0,5 мм. Каретка с иголками 2 соединена с приводом 3 через кривошипно-шатунный механизм 4. Следом за сетчатым конвейером расположен наклонный транспортер 5 для подачи ягод на верхнюю ленту ленточной сушилки 6. Способ сушки ягод в предлагаемом устройстве осуществляют следующим образом. Ягоды после очищения от плодоножки подают на горизонтальный сетчатый конвейер 1 и располагают в один слой. Над сетчатым конвейером расположена каретка с иголками 2,которая совершает возвратно-поступательные движения в направлении, перпендикулярном его поверхности. Вертикальное перемещение каретки осуществляется от электропривода 3, подключенного к ней через кривошипно-шатунный механизм 4. Ягоды движутся по конвейеру 1, проходят под кареткой с иголками 2, диаметр которых 0,1-0,5 мм, при этом их прокалывают по наружной поверхности на глубину 0,1-0,4 эквивалентного диаметра. Глубину прокалывания ягод определяют амплитудой колебаний каретки с иголками 2 и диаметром ягод. При одной и той же амплитуде колебаний глубина прокалывания ягод различна и определяется их диаметром. Так, для крупных ягод глубина прокалывания не более 0,4 диаметра ягоды, а для мелких - не менее 0,1 диаметра ягоды. Количество отверстий (проколов) определяется частотой колебания каретки с иголками 2. Проколотые по наружной поверхности ягоды подают транспортером 5 на верхнюю ленту в ленточную сушилку 6. В сушилке ягоды могут располагаться в один или несколько слоев. Ягоды последовательно проходят все ленты в сушилке, пересыпаясь с одной на другую сверху 3 14956 1 2011.10.30 вниз, высушиваясь до конечной влажности за счет продувки слоя нагретым воздухом. Воздух подается снизу вверх в поперечном направлении к лентам. Скорость сушки проколотых ягод предлагаемым способом возрастает на 17-57 по сравнению с традиционным способом. В лабораторных условиях способ реализован следующим образом. Пример 1 Очищенную от плодоножки ягоду красной смородины массой 1,71 г помещают на горизонтальную сетчатую подставку и сушат в лабораторных условиях в потоке нагретого воздуха, температура которого 90 , а скорость 5,8 м/с (известный способ). Другую очищенную от плодоножки ягоду массой 1,71 г прокалывают по наружной поверхности тонкой иглой диаметром отв 0,5 мм на глубину 1,3 мм и сушат в аналогичных условиях(предлагаемый способ). Эквивалентный диаметр красной смородины составляет 13 мм,поэтому глубину прокалывания выбирают из нижних значений диапазона - равной 0,1 эквивалентного диаметра ягоды или 0,1131,3 мм. Как видно из графиков (фиг. 3 и 4), общее время сушки красной смородины известным способом составляет 70 мин, а предлагаемым - 50 мин, что в 1,4 раза меньше. Максимальная скорость сушки предлагаемым способом в 1,57 раза больше в отличие от сушки известным способом. Пример 2 Очищенную от плодоножки ягоду черной смородины массой 2,14 г помещают на горизонтальную сетчатую подставку и сушат в лабораторных условиях в потоке нагретого воздуха, температура которого 90 С, а скорость 5,8 м/с (известный способ). Другую очищенную от плодоножки ягоду массой 2,14 г прокалывают по наружной поверхности тонкой иглой диаметром отв 0,5 мм на глубину 4 мм и сушат в аналогичных условиях(предлагаемый способ). Эквивалентный диаметр черной смородины составляет 16 мм, поэтому глубину прокалывания выбирают из средних значений диапазона - равной 0,25 эквивалентного диаметра ягоды или 0,25164 мм. Как видно из графиков (фиг. 5 и 6), общее время сушки черной смородины известным способом составляет 80 мин, а предлагаемым - 55 мин, что в 1,45 раза меньше. Максимальная скорость сушки предлагаемым способом в 1,43 раза больше в отличие от сушки известным способом. Пример 3 Очищенную от плодоножки ягоду крыжовника массой 4,1 г помещают на горизонтальную сетчатую подставку и сушат в лабораторных условиях в потоке нагретого воздуха, температура которого 90 С, а скорость 5,8 м/с (известный способ). Другую очищенную от плодоножки ягоду массой 4,1 г прокалывают по наружной поверхности тонкой иглой диаметром отв 0,5 мм на глубину 7,6 мм и сушат в аналогичных условиях(предлагаемый способ). Эквивалентный диаметр крыжовника составляет 19 мм, поэтому глубину прокалывания выбирают из нижних значений диапазона - равной 0,4 диаметра ягоды или 0,4197,6 мм. Как видно из графиков (фиг. 7 и 8), общее время сушки крыжовника известным способом составляет 95 мин, а предлагаемым - 75 мин, что в 1,27 раза меньше. Максимальная скорость сушки предлагаемым способом в 1,16 раза больше в отличие от сушки известным способом. Таким образом, предлагаемые способ и устройство позволяют интенсифицировать процесс сушки за счет создания искусственных каналов для транспорта водяных паров с внутренних слоев ягоды. 14956 1 2011.10.30 Источники информации 1. Фелоненко Г.К. Сушка пищевых растительных материалов / Г.К.Фелоненко, М.А.Гришин. - М. Пищевая промышленность, 1971. - С. 391. 2. Гришин М.А. Установки для сушки Справочник / М.А.Гришин, В.И.Атаназевич,Ю.Г.Семенов. - М. Агропромиздат, 1989. - С. 117. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6