Какие факторы способствуют сохранности продуктов при сушке
Для домашней сушки овощей и фруктов вам понадобится электрический дегидратор или обыкновенная духовка. Время сушки в них значительно сокращается, а «сушильный сезон» продлевается до поздней осени.
Выберите зрелые качественные овощи и фрукты. Прежде всего тщательно их вымойте, а если кожура толстая – очистите. Чтобы ускорить процесс, порежьте плоды на маленькие кусочки или тонкие ломтики, бланшируйте и разложите на противне в один слой.
Бланшировка – позволяет сохранить качество сушеных овощей и фруктов.
Сушка трав
Листья и стебли трав в период цветения содержат максимум полезных веществ. Собирают травы в первой половине дня, после того как спадет роса. Сушат в хорошо проветриваемом помещении или под навесом. Высушенные растения следует хранить в сухих помещениях в неизмельченном виде в плотных бумажных пакетах или герметичных сосудах из керамики, дерева, темного стекла или картона. Нежелательно использовать упаковку из пластмассы.
Процесс сушки (обезвоживания) заключается в удалении влаги с продуктов, таким образом, препятствуя развитию микроорганизмов и бактерий, разрушающих продукты, путем циркуляции сухого теплого воздуха по продукту. Удаление влаги с продуктов самый простой, дешевый и самый ценный метод сохранения продуктов.
Надо ли много знать перед тем, как начать сушить?
Нет, сушка продуктов не сложна и имеет много достоинств. В сушильном комбайне воздух нагревается, он сушит и циркулирует таким образом, что адсорбирует влагу с продуктов, которые уложены на лотки. Температура воздуха достаточно низкая, что позволяет именно сушить, а не готовить продукты.
Какие достоинства сушки?
Их много. Вот несколько из них:
- Вы экономите деньги. Знайте, что сушка продуктов это только затраты времени. Консервированные продукты, раз открытые, должны быть сразу использованы, но емкости с сушеными продуктами могут открываться повторно, можно их добавлять, и снова закрывать без вреда для содержимого.
- Для сушки вы можете взять продукты прямо с грядки или деревьев в вашем саду, или те, что выращены и произведены в вашем регионе, таким образом, вы будете успевать обработать (сохранить) обильный урожай сезона. Здесь не просто задача сохранить урожай, вы сможете сами себя обеспечить теми продуктами, которые больше любите.
- Вы сможете кормить свою семью и ваших друзей безопасными, без пестицидов и агрохимикатов, продуктами потому, что вы сами контролируете продукцию для сушки.
- Вы сможете создать свой запас продуктов, который в условиях финансовых кризисов или природных катастроф, сравним с хранением денег в банке.
- Сушка продуктов это и экономия места. При сушке своих собственных продуктов вы забудете об упаковке, вы увидите, как мало места вам потребуется для хранения. В одной 250 граммовой банке вы сможете хранить 20-25 сушеных стручков сладкого перца или 16-20 сушеных томатов.
- И что мне нравиться больше всего в сушеных продуктах, так это то, что я могу контролировать качество продуктов независимо от того, нахожусь ли я в офисе или на лоне природы. Сушеные продукты вкусны, богаты витаминами, мало весят, их легко приготовить, легко брать с собой и просто использовать.
Какой вид имеют сушеные продукты?
Многие продукты немного темные по цвету, более свежие и сладкие по вкусу. Продукты, сушеные в домашних условиях, будут иметь вид и вкус намного лучше чем фабричные. Многие фабричные сушеные продукты содержат добавки и консерванты, в то время как при сушке продуктов в домашних условиях вы сами решаете, какие добавки стоит использовать и в каком количестве.
Не разрушаются ли витамины при сушке?
При сушке потери витаминов и других полезных веществ минимальны. Много исследований было проведено на содержание в сушеных продуктах всех питательных веществ. Продукты, высушенные в домашних условиях, когда вы сами можете отрегулировать необходимые температуру и количество продуктов, по качеству значительно превышают фабричные аналоги. При сравнении с консервированными и замороженными продуктами, когда используются экстремальные температуры, сушеные продукты выигрывают вследствие их малого разрушения.
Приведем несколько рекомендаций:
— Витамин А при сушке сохраняется. Поскольку он чувствителен к свету, то продукты, которые его содержат (морковь, сладкий перец и др.), необходимо хранить в темном месте. Некоторое количество витамина С теряется во процессе нарезки, измельчения, поскольку он вступает в реакцию с кислородом, который содержится в воздухе.
— Питательная ценность свежих продуктов при сушке не теряется, хотя некоторые сушеные продукты, например, фрукты, становятся слаще, так как при потере продуктом влаги сахар концентрируется в малом объеме. Сушеные овощи и фрукты отличаются высоким содержанием волокон и углеводов, которые не подвергаются разрушению в процессе сушки. Они содержат малое количество жиров.
— Сохранность микро- и макроэлементов (калий, натрий, магний и др.) значительно выше, чем при любых других методах, включая консервирование. При консервировании есть опасность развития ботулизма вследствие того, что бактерии легко размножаются в жидкой среде. В случае с сушкой развитие ботулизма возможно только тогда, когда мы восстанавливаем сушеные продукты, и длительное время ими не пользуемся. Если при сушке продукты недостаточно хорошо высушены, или емкость, в которой хранятся сушеные продукты, не достаточно сухая, то такие продукты могут быть подвержены разрушительному воздействию плесневых грибков. Если есть подозрение, что в продуктах появилась плесень, от таких продуктов следует отказаться.
— Помните, что микроорганизмы, которые портят продукты (бактерии, плесневые и дрожжевые грибки и др.) всегда присутствуют в воздухе, воде и почве. Необходимо придерживаться гигиенических и санитарных требований на всех стадиях процесса сушения.
— Что касается безопасности при сушке мяса, то рекомендуется подержать сушеное мясо в морозильной камере в течении двух часов.
Нужна ли предварительная подготовка продуктов перед сушкой?
Для успешной сушки предварительная подготовка необязательна, но иногда она позволяет лучше сохранить вкус, цвет, запах и структуру некоторых продуктов.
В качестве предварительной подготовки можно использовать: бланширование, маринование, погружение в раствор лимонной кислоты.
Предварительная подготовка сдерживает рост и развитие микроорганизмов, которые портят продукты, и позволяет сохранить цвет, структуру, вкус и аромат продуктов. Для жизнедеятельности микроорганизмам необходима влага, сушка температурой 50°C лишает их этой влаги и этим останавливается их активность.
Продукты также содержат простые дрожжевые и плесневые грибки, различные бактерии, все они способствуют порче продукта. Когда мы восстанавливаем сушеные продукты путем добавления влаги, их рост возобновляется. Сушеные овощи содержат около 3% влаги, сушеные фрукты в зависимости от содержания сахара до 15%.
Какие продукты можно сушить?
Можно сушить фрукты, овощи, мясо, рыбу, цветы, и много других продуктов, включая готовые вареные продукты и блюда, замороженные и консервированные. Вообще, можно сушить все, что содержит влагу, и даже такие продукты, о которых вы никогда не думали, что их можно сушить. Вот несколько идей, подсказывающих как еще можно использовать сушильный комбайн:
Используйте его для подсушивания отсыревших картофельных чипсов и попкорна. Вместо изнурительной работы по сушке домашней лапши, высушите ее в вашем сушильном комбайне. Вы можете сами делать свои чипсы, приправленные порошком чеснока, лука или корицы.
Как долго происходит процесс сушки?
Это чаще всего задаваемый вопрос и самый трудный, потому что время сушки зависит от многих факторов:
- Влажности продуктов
- Содержания сахара
- Размер кусочков продукта
- Количество воздуха, который циркулирует в сушильном комбайне
- Влажность воздуха, который поступает внутрь сушильного комбайна
- Температура внутри сушильного комбайна
- Последнее и самое важное, какой тип сушильного комбайна вы используете. От этого тоже будет зависеть время сушки.
Чем ниже температура воздуха внутри сушильного комбайна, тем дольше будет время сушки.
Повышение температуры увеличит количество удаляемой влаги с продукта и этим уменьшит время сушки. Температура должна быть достаточно высокой, чтобы сушить, но не варить продукты.
При слишком низкой температуре продукты, длительное время находящиеся в сушильном комбайне, начинают портится. При слишком высокой температуре влага с поверхности продуктов удаляется слишком быстро, поверхность затвердевает и затрудняет дальнейшее удаление влаги из продукта. Рекомендуемые температуры для сушки:
Мясо и рыба — 60°C
Фрукты и овощи — 50°C
Травы и цветы — 35°C.
Как определить готовность сушеного продукта?
Самый лучший способ определения готовности сухого продукта это взять его в руки. Он может быть липким, влажным, мягким или твердым. При этом вы должны помнить, что он будет мягче, пока теплый. Поэтому, продукты перед проверкой следует остудить. Если Вы не уверены достаточно ли сухой продукт, лучше пересушите его. Однако, знайте, что пересушенный продукт немного потемнеет и станет более хрупким.
Чтобы быть уверенными, что сушеные продукты будут храниться, вы можете положить их в морозильную камеру. При этом влага, которая осталась в продукте, заморозиться. Вы можете замораживать продукты на любой стадии сушки. Одна моя знакомая грибы сушит только наполовину, ей нравится, что требуется меньше времени при их приготовлении.
Как хранить сушеные продукты?
Влага это враг номер один для сушеных продуктов. Находясь длительное время на воздухе, они поглощают влагу из него и становятся мягкими.
Всегда храните сушеные продукты в непроницаемых емкостях и подпишите их. Емкости храните в сухом, темном месте при комнатной температуре. Ваш кухонный шкаф идеальное место для этого. Сушеные продукты занимают намного меньше места, чем свежие и консервированные, поэтому вы всегда сможете найти место для них.
Помните, что продукты, содержащие витамин А следует предохранять от воздействия прямых солнечных лучей.
Вот как я храню некоторые сушеные продукты: всегда храню некоторое количество сушеных томатов в морозильной камере. Когда хочу сделать соус для спагетти, я восстанавливаю томаты из морозильной камеры, беру мои сушеные травы из шкафчика, свежие перец и лук из кладовки. Экономия места делает все это возможным. Если у вас очень маленькая кухня, то вы оцените эту экономию, только за счет использования для приготовления блюд сушеных продуктов.
Во время хранения сушеных продуктов может произойти их заражение молью или их личинками. Если это произошло сушеные продукты могут быть пастеризованы. Это можно сделать двумя способами. Поместить сушеные продукты в морозильную камеру на 48 часов или нагреть вашу печь до температуры 75°C и поместить в нее зараженные продукты на 15-30 минут. После этого остудите их и поместите в емкости для хранения.
Как долго сушеные продукты могут храниться?
Обычно сушеные продукты хранятся до следующего урожая. Когда вырастают свежие томаты, то начинаю быстро использовать остаток сушеных томатов. (Я всегда обещаю в таких случаях, что в следующем году я буду выращивать и сушить меньше томатов, чем в этом). Оптимально, когда Вы сушите столько фруктов и овощей, сколько сможете использовать за год. Травы и цветы могут храниться очень долго. И хотя наши предки хранили сушеное мясо длительное время без холодильника, я рекомендую хранить сушеное мясо в холодильнике или морозильной камере после месяца хранения при комнатной температуре. Помните, что многие виды сушеного мяса можно употреблять в сухом виде, только куриное сушеное мясо требует последующей термообработки.
Повторюсь, говоря, что это хорошая идея сушить выращенные продукты и использовать их круглый год, в то время как раньше вы консервировали и замораживали. Во-первых, вы будете довольны их качеством, имея их под рукой весь год для приготовления различных витаминных блюд. Во-вторых, вы всегда сможете распознать сушеные продукты, которые долго хранятся они потеряли свой вкус и цвет. Поэтому всегда руководствуйтесь правилом первый пришел/первый ушел и всегда перемещайте емкости с сушеными продуктами, чтобы использовать в первую очередь более старые.
Таблица температур сушки продуктов
| Перечень | Температура | Режим |
| Травы и специи | 35-40°C | Low |
| Овощи и цветы | 50°C | Medium |
| Фрукты и пастила | 55°C | Medium |
| Мясо и рыба | 60°C | High |
Одним из самых распространенных способов сушки продуктов в настоящее время является конвективный способ сушки. Этот способ сушки продуктов основан на передаче тепла высушиваемому продукту за счет энергии нагретого сушильного агента — воздуха или парогазовой смеси. Сушка продуктов при этом способе происходит при омывании продукта нагретым газом, воздухом, топочными газами, перегретым паром и другими теплоносителями, которые имеют температуру, отличную от температуры подвергающегося сушке материала. При этом способе сушки за счет сообщаемой продукту тепловой энергии идет испарение находящейся в продукте влаги, а унос паров влаги осуществляется сушильным агентом. Различают конвективную сушку материалов в слое, при которой применяются сушилки с омыванием материала в слое или изделия агентом сушки (туннельные, камерные, петлевые, валковые, турбинные, ленточные, шахтные сушилки), а также конвективная сушка с сопловым обдувом плоских материалов. Кроме этого различают конвективную сушку материалов или изделий во взвешенном и полувзвешенном состоянии, которая может осуществляться в барабанных установках, в установках с кипящим слоем, в пневматических трубах-сушилках, в вихревом потоке, а также с помощью сушки распылением. Оборудование для сушки овощей, оборудование для сушки фруктов и любое сушильное оборудование, основанное на этом способе, имеет простое устройство. Установки имеют высокие удельные энергозатраты, которые составляют от 1.6 до 2,5 кВт.ч/кг. Однако этому способу присущи некоторые недостатки, касающиеся нерационального использования энергии установками, поскольку сушка продукта таким способом неизбежно сопровождается потерями тепла на нагрев конструкций и окружающей среды. При интенсификации процессов такой сушки продуктов необходимо повышать температуру теплоносителя, что влечет перегрев сухопродукта, особенно на стадии досушки. Кроме того этому способу сушки продуктов присущи недостатки, существенно снижающие качество конечного продукта. При этой сушке испарение влаги происходит только с поверхности, что приводит к появлению пленки, затрудняющей сушку и ухудшающей качество сухопродукта: изменяется цвет, вкус и естественный аромат продукта, снижается его восстанавливаемость при замачивании. Высокая температура и высокая продолжительность сушки способствуют развитию окислительных процессов и приводят к потерям витаминов и биологически активных веществ в сухопродукте, и не способствует подавлению первичной микрофлоры.
Основы понятия теории сушки
Сушка (обезвоживание, дегидратация; англ. drying, dehydration) — процесс удаления воды из материала. Гидратация (hydration) — процесс обратный сушке.
Процесс сушки может быть вызван механическим выдавливанием влаги или испарением при создании над поверхностью материала низкого давления паров воды. Первый способ не требует особых объяснений. С центрифугой, реализующей отжим белья после стирки за счет центробежных сил, знакома каждая домохозяйка. Но… работает этот процесс только при большой влажности материала. Это вызвано сильной физической и химической связью воды с сухим остовом материала.
Обычно воду в материале разделяют на свободную, связанную и химически связанную. Так называемая свободная влага в материале сосредоточена в капиллярах и в межклеточном пространстве. Хотя она и «свободная», но капиллярные силы не дают ей просто выливаться. Связанная вода сосредоточена в клетках и вакуолях, т.е. в замкнутых оболочках. Процесс «вызволения» такой воды наружу связан с проникновением воды через эту оболочку за счет сил диффузии. Природная проницаемость клеток и вакуолей мала, что является естественным свойством сохранения жизнетворной воды внутри клетки. Этим объясняются трудности сушки продуктов на малых уровнях влажности. Химически связанная вода имеет порог по энергии связи и ее удаление приводит к изменению структуры вещества.
Универсальным физическим процессом, позволяющим удалить практически всю влагу, является процесс испарения. За счет теплового движения молекул над поверхностью любого водосодержащего продукта при температуре большей абсолютного нуля (Т>-273°С) за счет процесса испарения образуется водяной пар. Часть пара может превращаться обратно в воду (или лед) за счет процесса конденсации. Если воду локализовать в некотором объеме и всю систему термостатировать, то через некоторое время возникнет динамическое равновесие между испарением и конденсацией. При этом равновесии плотность пара (а значит и давление) над поверхностью будет иметь определенное равновесное значение (давление насыщения), однозначно связанное с температурой.
Эта пропорциональность выражается экспоненциальной функцией. Если пар от поверхности удалять (откачивать, уносить потоком газа), то произойдет сдвиг равновесия в сторону испарения. Если же над поверхностью создать давление пара большее равновесного (насыщенного), то сдвиг равновесия произойдет в сторону конденсации.
Если продукт содержит большое количество воды (а это свойственно всем растительным продуктам), то над его поверхностью происходят те же процессы, что над свободной поверхностью воды. В том случае, когда воды в продукте мало и она находится в клетках и вакуолях или химически связана, то процесс испарения усложняется. Равновесие процессов испарения и конденсации в этом случае достигается при другом специфическом для каждого продукта давлении паров, т.н. равновесном давлении.
Понимание сущности процессов сушки не может быть полным без численной оценки интенсивности испарения и конденсации, а также энергетических характеристик этих процессов. Переход воды в парообразное состояние требует 2,4 х 106 Дж на кг испаренной влаги. Другими словами, для испарения 1,5 л воды требуется 1 кВт/час энергии. Достаточно энергоемко. Если бы вода не испарялась, то тот же литр был бы нагрет этой энергией до 570°С!!
Так как энергия на испарение берется от высушиваемого объекта, его энергия уменьшается, а значит падает температура. Испарение — один из самых эффективных способов охлаждения материалов и продуктов.
Представленные цифры легко помогут определить максимальную производительность установки по испаренной влаге, если известна мощность используемого источника. Учитывая КПД процессов сушки полезно помнить реперную точку: 1 л воды на 1кВт/час.
Правда это выполняется тогда, когда мы не конденсируем уносимый пар. Конденсация идет с выделением энергии, затраченной на испарение. Другое дело, что техническая реализация использования этой энергии достаточно сложна и требует существенных капитальных затрат. Использование так называемых тепловых насосов позволяет получить затраты энергии в подобных случаях 0.25 кВт/час на 1 л испаренной влаги. Рассмотрим некоторые особенности процессов для случая большого влагосодержания продукта. Преобладание испарения над конденсацией можно достичь двумя способами: уменьшением количества пара над поверхностью по сравнению с равновесным (насыщенным) или повышением давления пара на поверхности материала, например, за счет нагрева. В последнем случае через некоторое время испарение прекратится и возникнет динамическое равновесие процессов испарения-конденсации на другой температуре. Но часть воды все-таки испарится. Продолжение процесса сушки возможно только при дальнейшем увеличении температуры и т.д. Более универсальным является процесс уноса паров от поверхности. Он может быть осуществлен как за счет откачки (процесс вакуумирования), так и за счет использования газового потока, уносящего пар. Чаще всего в качестве такого газа используют воздух. Важно отметить, что содержание паров в этом воздухе должно быть меньше плотности паров над поверхностью материала.
Необходимо отметить, что продукт сохнет при любой температуре, если над его поверхностью давление паров воды меньше, чем давление насыщенных паров воды при той же температуре. Спецификой сушки при температуре ниже 0°С является процесс испарения воды не из жидкой фазы, а из твердой — изо льда. Этот процесс называется сублимацией, а сушка сублимационной. Другое ее название — леофильная сушка. Мудреные названия, но процесс, широко используемый в повседневной жизни. Сушка белья на морозе — прекрасная демонстрация этого физического явления. Важно заметить, что вода в белье сначала замерзает, превращаясь в лед. Затем происходит собственно процесс сублимационной сушки. Важно отметить, что высушить белье до требуемой потребительской влажности таким методом затруднительно. Достигаемый уровень равновесной влажности на низкой температуре возникает при заметной остаточной влажности продукта. Поэтому белье нужно подсушить при более высокой температуре.
Анализируя физику процесса сушки, мы совершенно не упоминали какую-либо исключительную роль воздуха, как обязательного атрибута сушки. Однако на практике воздух выполняет важную роль в процессах конвективной сушки: он уносит пар и одновременно подводит энергию для поддержания процесса испарения. Выбор температуры и объема воздуха, количества пара в нем в большой степени определяют скорость протекания процесса сушки. Однако важно помнить, что скорость подвода энергии (мощность) должна согласовываться со скоростью поступления влаги на поверхность из внутренних слоев продукта. Особенно это важно на заключительных стадиях процесса сушки.
Подвод энергии к материалу может быть осуществлен иными способами, чем конвекция горячего воздуха, например, передача тепла за счет теплопроводности материала — кондуктивный нагрев. Широко применяются также и методы радиационного нагрева за счет энергии электромагнитных волн различного диапазона. Чаще всего встречается инфракрасный нагрев («ИК-сушка»), микроволновый («микроволновая сушка»), нагрев токами высокой частоты («УВЧ сушка»). Общим для всех этих видов является выделение энергии в объеме вещества за счет поглощения энергии электромагнитных волн. Важно отметить, что выделение тепла практически мало зависит от текущей температуры продукта, что ведет к возможности перегрева или сжигания продукта. Различие в этих методах заключается в глубине проникновения электромагнитных волн внутрь материала.
В рассматриваемых диапазонах длин волн глубина проникновения связана с длиной волны и имеет тот же порядок. Для ИК-излучения есть, так называемые, окна прозрачности в узких диапазонах, где глубина проникновения существенно увеличивается. Однако получить узкополосное ИК излучение достаточно сложная инженерная задача. Сравнение различных способов подвода тепла при сушке представлено в отдельном материале.
Отметим важную терминологическую неточность, часто встречаемую в литературе. Термины «ИК-сушка», «Микроволновая сушка» в общем, не являются корректными, т.к. собственно сушка обеспечивается, как отмечалось ранее, или вакуумированием, или уносом пара за счет движения газа. Т.е. следует более точно говорить о сушке с использованием микроволновой энергии («microwave assisted drying») или с использованием ИК энергии. С другой стороны понятие «вакуумная микроволновая сушка» — термин корректный.
Большое разнообразие способов подвода энергии и отвода парогазовой смеси рождает большое разнообразие сушильных установок. Правильный подбор наиболее подходящей установки для сушки овощей и фруктов должен учитывать свойства продукта и высказанные здесь замечания.
Общие понятия
Влажность материала
Влажный материал состоит из твердой, жидкой и газообразной фаз. Твердая фаза характеризуется наличием твердого скелета (в виде кристаллической решетки или аморфного каркаса) без жидкости — составляет абсолютно сухое вещество. Жидкая фаза отличается подвижностью частиц, несжимаемостью, почти неизменной плотностью, не зависит от давления и температуры. Газообразная фаза характеризуется сжимаемостью, большим коэффициентом объемного расширения. Во влажном материале масса газообразного вещества незначительна по сравнению с массой твердого вещества и жидкости и не учитывается в сушильной технике, поэтому влажный материал рассматривается как смесь абсолютно сухого материала и влаги.
Для численной оценки содержания влаги используют понятие влажности. Под влажностью понимают отношение массы влаги в продукте к массе продукта в целом. Обычно исходная влажность растительного сырья составляет 80-90%, а сухого 10-12%.
Важно заметить, что для перехода от начальной влажности в 95% к влажности в 90% требуется удалить 500 г воды из каждого килограмма исходного продукта!
Влажность воздуха
Как уже отмечалось выше, чем суше воздух при данной температуре, тем выше потенциал сушки. Для числовой оценки влагосодержания воздуха используется понятие относительной и абсолютной влажности.
Абсолютная влажность: масса водяных паров в единице объема воздуха (г/м3).
Относительная влажность: отношение плотности пара в воздухе к плотности насыщенного пара. Выражается в процентах.