Powszechne metody suszenia owoców i warzyw w produkcji przemysłowej oraz ich zalety i wady

Woda jest głównym składnikiem świeżych owoców i warzyw, zazwyczaj o zawartości od 70% do 95%. Woda w owocach i warzywach występuje w trzech różnych stanach: woda wolna, woda związana koloidalnie i woda związana chemicznie. Wolna woda przemieszcza się przez naczynia włosowate i przez osmozę w owocach i warzywach, ma większą mobilność i jest łatwo usuwana podczas suszenia. Część wody związanej koloidalnie może zostać usunięta podczas suszenia, podczas gdy woda związana chemicznie nie może zostać usunięta podczas suszenia.

Głównym powodem suszenia owoców i warzyw jest zapobieganie ich gniciu i wydłużenie okresu przydatności do spożycia. Zasadą jest, że związana woda, której nie można usunąć przez suszenie, stanowi równowagową zawartość wilgoci w tkance owocu lub warzywa w warunkach suszenia. Proces suszenia odwadniającego przekształca owoce i warzywa ze stanu mokrego w stan suchy, usuwając znaczną ilość wolnej wody i pewną ilość wody związanej koloidalnie. Wraz ze spadkiem wewnętrznej zawartości wilgoci, zmniejsza się również aktywność wody, hamując lub utrudniając wzrost drobnoustrojów i aktywność enzymów w owocach i warzywach, wydłużając w ten sposób ich okres przechowywania.

Podstawowy proces polega na przekazywaniu ciepła ze źródła ciepła do owoców i warzyw, powodując ciągłą migrację i powierzchniowe odparowywanie wilgoci w tkankach i komórkach, osiągając efekt suszenia. Odwodnione owoce i warzywa zachowują większość swoich składników odżywczych i pomimo pewnych różnic w smaku i wyglądzie w porównaniu do świeżych, ich mniejszy rozmiar, lżejsza waga i wygoda w transporcie sprawiają, że są popularne wśród konsumentów.

1. Suszenie słoneczne: Jest to najstarsza metoda suszenia, wykorzystująca energię słoneczną do suszenia owoców i warzyw. Jest to bardzo opłacalna metoda, wymagająca jedynie ręcznego krojenia i układania. Jednak ze względu na powolne tempo suszenia i znaczące zmiany w kolorze i wyglądzie produktu, nie nadaje się do masowej produkcji przemysłowej i lepiej nadaje się do produkcji domowej lub na małą skalę.
2. Suszenie gorącym powietrzem: Ta technika jest najczęściej stosowana ze względu na niski koszt i łatwość obsługi. Wykorzystuje gorące powietrze jako czynnik suszący do odparowania wilgoci powierzchniowej i stopniowego przenoszenia wilgoci z wnętrza na powierzchnię materiału. Ciągły wzrost temperatury powierzchni podczas suszenia tworzy gradient temperatury, który może utrudniać migrację wilgoci i spowalniać proces suszenia. Chociaż suszenie gorącym powietrzem jest skuteczne, może ono prowadzić do zmian koloru owoców i warzyw oraz utraty wewnętrznych składników odżywczych, a także takich kwestii jak długi czas suszenia, niska wydajność energetyczna i obniżona jakość produktu podczas przechowywania.
3. Suszenie mikrofalowe: Technika ta polega na orientacji i szybkiej oscylacji cząsteczek polarnych, takich jak woda, w mikrofalowym polu elektromagnetycznym, generując znaczne ciepło poprzez interakcje podobne do tarcia. Mikrofale preferencyjnie ogrzewają cząsteczki wody, umożliwiając migrację wilgoci z wnętrza na zewnątrz, a następnie odparowanie, szybko osiągając suszenie. Zalety tego rozwiązania obejmują dużą szybkość suszenia oraz jednoczesne suszenie wewnętrzne i zewnętrzne. Jednak wysokie zużycie energii na jednostkę, znaczna początkowa inwestycja w sprzęt i potencjalne zagrożenia dla zdrowia wynikające z promieniowania mikrofalowego są znaczącymi wadami. Niektóre kraje ograniczyły podgrzewanie żywności za pomocą mikrofal ze względu na obawy o zdrowie.
4. Liofilizacja: Technika ta polega na szybkim zamrażaniu wilgoci w materiale do postaci lodu, a następnie usuwaniu wody poprzez sublimację w warunkach wysokiej próżni w niskich temperaturach. Produkty liofilizowane zachowują swój kształt i strukturę wewnętrzną, oferując doskonałą jakość nawodnienia i zachowując składniki odżywcze, dzięki czemu są szczególnie odpowiednie do suszenia żywności wrażliwej na ciepło i utleniającej się. Pomimo produkcji wysokiej jakości suszonych produktów, liofilizacja jest ograniczona przez niską prędkość, wysokie zużycie energii na jednostkę i znaczne inwestycje w sprzęt, co czyni ją mniej wykonalną dla małych i średnich przedsiębiorstw.
5. Suszenie osmotyczne: Technika ta polega na zanurzeniu materiałów w roztworach takich jak cukier lub słona woda, które usuwają wilgoć poprzez osmozę. Odwodnienie osmotyczne jest szybkie i minimalnie wpływa na integralność strukturalną materiału, skutecznie zachowując oryginalną strukturę komórkową, kolor, smak i składniki odżywcze, jednocześnie hamując rozwój drobnoustrojów i wydłużając okres przydatności do spożycia. Technika ta jest wykorzystywana głównie do produkcji kandyzowanych owoców i marynowanych warzyw.
6. Suszenie pompą ciepła: Technologia ta pobiera ciepło ze źródła o niskiej temperaturze i efektywnie wykorzystuje je w wyższej temperaturze. Ostatnio technologia pomp ciepła jest coraz częściej stosowana w suszeniu produktów wodnych, materiałów leczniczych i produktów ubocznych rolnictwa. Jej zasady są podobne do zasad suszenia gorącym powietrzem, ale z różnymi źródłami ciepła, oferując korzyści, takie jak wysokiej jakości suszone produkty, oszczędność energii i brak zanieczyszczeń.
7. Suszenie podczerwienią: Promieniowanie podczerwone bezpośrednio ogrzewa cząsteczki wody w materiale, powodując wzrost temperatury i odparowanie wilgoci, osiągając odwodnienie. Zasada działania opiera się na dyfuzji wilgoci z wnętrza do powierzchni owocu lub warzywa, gdzie odparowuje ona do otaczającego środowiska. Promienie podczerwone mogą penetrować owoce i warzywa do pewnej głębokości

Poznaj innowacyjne rozwiązania suszenia z Global Quartz Tube. Aby uzyskać więcej informacji, odwiedź naszą stronę strona internetowa lub napisz do nas na adres kontakt@globalquartztube.com.