Основи сушки формового яблучного мармеладу

Мармелад, обраний форму після садки, містить від 29 до 31% води.

Вологість його майже збігається з вологістю мармеладної маси перед розливом, так як спад води за рахунок вільного випаровування під час садки досить незначна і становить не більше 0,5-1%. Мармелад виходить з форм вологим, з пухкої ніжною консистенцією і з липкою поверхнею. Для отримання мармеладу у вигляді стійкого, транспортабельного і цілком оформленого продукту необхідно обраний форму сирої напівфабрикат піддати сушінню.

Кінцева вологість формового яблучного мармеладу доводиться до 22-25%.

Замість липкою поверхні, яку має сирої мармелад, необхідно отримати на ньому мелкокристаллическую корочку, яка надає йому відповідний вид і утворює на ньому захисне ненамокающее покриття.

Таким чином, сушінням мармеладу досягається видалення з мармеладу зайвої води і утворення скоринки на його поверхні.

Незважаючи на невеликі розміри штук формового мармеладу, він являє собою важко сохне матеріал. Це обумовлюється в першу чергу характером зв'язування води в ньому.

Розрізняють дві основні форми зв'язаної води в холодцях:

  • капілярну і
  • колоїдну, або адсорбційно-пов'язану.

Капілярна вода може бути видалена порівняно легко.

Можна прийняти, що в основній своїй масі це і є та вода, яка виступає з відкритих капілярів і заповнює мікропори на поверхні сирого мармеладу.

Колоїдна вода піддається видаленню набагато важче, так як пружність пара її нижче, ніж у капілярної води.

Перший вид вологи характеризується тим, що в основній своїй масі вона підпорядковується законам випаровування з вільної поверхні води. Швидкість випаровування цієї вологи залежить від швидкості повітря і прямо пропорційна різниці між тиском пари при температурі води, що випаровується і парціальним тиском пари в повітрі.

А процес випаровування більш міцно пов'язаної колоїдної води з мармеладу управляється головним чином законами дифузії і залежить від переміщення води всередині мармеладу (від міграції вологи і поглиблення поверхні випаровування). Хід цього процесу характеризується кривими сушки і кривими швидкості сушіння. Перші показують зміни вологості матеріалу в часі. Криві швидкості сушки висловлюють графічну залежність між швидкістю сушки (в г / см2годину) і вологістю матеріалу (в%). .

При наявності капілярної води на поверхні мармеладу швидкість сушіння залишається на початку процесу на постійному рівні. Коли відбувається перехід від випаровування цієї води до випаровування колоїдної води, швидкість сушіння падає. Залежно від цього розрізняють періоди постійної і падаючої швидкості сушки або відповідно періоди зовнішньої і внутрішньої дифузії вологи.

Внутрішня дифузія вологи в мармеладі залежить від градієнта вологості і від стану температурного поля матеріалу в процесі сушіння, т. Е. Від різниці вмісту води і від температурної різниці в сусідніх шарах мармеладу.

Чим вище градієнт вологості, тим інтенсивніше проходить сушка. Рух вологи йде при цьому у напрямку від центру до периферії.

При наявності значного температурного градієнта всередині матеріалу сушка затримується, так як волога мігрує при цьому в силу термовлагопроводності від зовнішніх шарів до внутрішніх, т. Е. В напрямку протилежному першому, що затримує сушіння.

Дуже важливе значення для швидкості міграції вологи всередині мармеладу має в'язкість середовища. В'язкість мармеладу в свою чергу визначається температурою його сушіння: чим вище температура мармеладу, тим нижче його в'язкість і тим легше відбувається рух води в ньому. Поряд з температурою на в'язкість мармеладу впливають складові частини рецептури мармеладу і режим варіння.

З рецептурних компонентів мармеладу в цьому відношенні мають особливе значення яблучне пюре і патока. -Завдяки своїм гідрофільним властивостям пектинові речовини пюре і декстрини патоки перешкоджають видаленню води з мармеладу. Цим пояснюється те, що при збільшенні частки патоки в рецептурі мармеладу або при роботі з сильно Студнеобразующая пюре видалення води з мармеладу затягується. Навпаки, при збільшенні частки цукру в рецептурі сушка значно полегшується. У першому випадку виходить так званий «затяжістая» мармелад, у другому - «цукристий». Затяжістая мармелад вимагає набагато більше часу для сушіння, ніж цукристий.

Швидкість видалення води з мармеладу обмежується в деякій мірі і допустимої температурою його сушіння, яку зазвичай підтримують в межах 55-65 °. При більш високих температурах -можливі руйнування пектину і ослаблення консистенції мармеладу, а також і деякий потемніння його. Підвищення температури сушіння може привести також до надмірної інверсії сахарози, що справляє негативний вплив на освіту скоринки і на- стійкість мармеладу. Особливо це спостерігається при підвищеній кислотності мармеладу.

Якість готового мармеладу залежить також від правильного утворення скоринки в процесі сушіння. У міру видалення води з мармеладу настає пересичення цукрового розчину, яке супроводжується кристалізацією цукру на поверхні мармеладу. Сушіння мармеладу повинна вестися з таким розрахунком, щоб закристалізувався шар утворив можливо більш тонку скоринку, так як наявність товстої скоринки веде до загрубение мармеладу і до погіршення його товарного вигляду.

Дані дослідження процесу сушіння формового мармеладу

Раціоналізація процесу сушіння повинна бути заснована на вивченні специфічних сушильних властивостей фірмового мармеладу, кінетики і динаміки його сушіння.

У дослідженні, виконаному у ВКНІІ [18], було встановлено наявність тісної залежності між швидкістю утворення скоринки на поверхні мармеладу і швидкістю його сушіння.

Правильне узгодження процесу утворення скоринки з процесом влагоотдачи мармеладу має вирішальне значення для управління сушінням мармеладу.

У зв'язку з цим був детально вивчений механізм утворення скоринки. Цей процес визначається швидкістю кристалізації сахарози. Як відомо, ця величина характеризується кількістю цукру, що кристалізується в 1 хв. на 1 м2 поверхні кристала. За Силіну, швидкість кристалізації сахарози з густих в'язких середовищ виражається наступною залежністю:7.1

де: К-швидкість кристалізації сахарози;

Т - абсолютна температура;

С - концентрація пересичені розчину на відстані r від межі кристала;

с- концентрація насиченого розчину у межі кристала;

ƞ-в'язкість середовища; r - довжина шляху диффундирования;

Ʀ - постійний коефіцієнт.

Було з'ясовано вплив окремих факторів на освіту скоринки.

Вирішальну роль відіграє патокообразующая здатність рецептурної суміші. Зміни в'язкості останньої позначаються різко на освіту скоринки. Важливе значення мають при цьому властивості яблучного пюре, що йде в рецептуру (його здатність студнеобразования і мінеральний склад), а також співвідношення яблучного пюре, цукру і патоки в рецептурі. Загалом будь-які зміни рецептурної суміші, що збільшують патокообразующую здатність останньої, уповільнюють утворення скоринки.

Величина (С-с) висловлює ступінь пересичення мармеладної маси сахарозою. Ця величина залежить від кількості цукрів, що містяться в мармеладі, і від співвідношення їх. Кристалізація сахарози на поверхні мармеладу повинна відбуватися поступово, в певних межах. Зміст від 20 до 23% редукуючих цукрів в готовому мармеладі при постійності всіх інших умов є найбільш сприятливим в цьому відношенні.

Присутність декстринів патоки, які сприяють збільшенню в'язкості мармеладу, також стримує кристалізацію.

Таку ж дію, як декстрини, надає і пектин.

З іншого боку, пектину так само, як і декстрин, належить відома позитивна роль при формуванні структури скоринки. Кристалізується з в'язкою середовища цукор утворює дрібні кристалики, зцементовані між собою цими речовинами, що клеять; скоринка виходить при цьому тонко кристалічної будови. Присутність пектину і декстринів надає скоринці міцність, еластичність і блиск.

Для успішної сушки мармеладу необхідно, щоб повний розвиток скоринки на мармеладі не відбулося раніше, ніж основна маса підлягає випаровуванню води не продіффундіровала назовні. В іншому випадку на мармеладі утворюється груба кірочка, яка може сильно затримати випаровування води з внутрішніх шарів мармеладу. При значному вмісті води всередині мармеладу і при підвищеній температурі сушіння готова скоринка / розмивається. При повторному ж освіту скоринки вона виходить каламутній і слабкою і мармелад має непривабливий вигляд.

Очевидно, регулювання обох процесів повинно проводитися шляхом підбору відповідних параметрів повітря (температури, відносної вологості та швидкості) для різних періодів сушіння. З підвищенням температури прискорюється утворення скоринки. Що ж стосується відносної вологості повітря, то він неї залежить швидкість вільного випаровування води з поверхні мармеладу, остання ж визначає ступінь пересичення поверхневого шару (С-с), т. Е. Здатність до кристалізації сахарози в ньому. Зміни швидкості повітря в межах 0,5-2,0 м / сек не роблять помітного впливу на швидкість утворення скоринки,

Необхідно орієнтуватися на максимально допустиму температуру -сушка мармеладу, так як за цієї умови можна досягти зменшення тривалості процесу.

Максимальна допустима температура сушки мармеладу залежить від його pH.Криві сушіння і швидкості сушіння мармеладу при 65 °.

Мал. 14. Криві сушіння і швидкості сушіння мармеладу при 65 °.

Встановлено, що мармелад -з pH, рівним 3,3-3,5 (кислотність близько 0,6%), можна піддавати дії температури 65 ° протягом 9-12 годину.

Для сушіння мармеладу з pH, рівним 3,0-3,2 (кислотність ~ 0,7-0,9%), максимальна допустима температура 60 °. Сушка такого мармеладу протягом 12 годину. при 70 ° викликає деяку деполимеризацию пектину і підвищене накопичення інвертного цукру.

Отримані в лабораторних і напіввиробничих дослідах криві сушіння і швидкості сушіння мармеладу при 60, 65 або 70 ° показали, що процес сушіння протікає з перших же годин в періоді спадної швидкості сушіння, т. Е. В періоді внутрішньої дифузії. Період же постійної швидкості сушіння в даному випадку практично не виявляється.

Перебіг процесу сушіння мармеладу ілюструється кривими сушки і швидкості сушіння його при 65 ° (рис. 14).

При сушінню мармеладу, схильного до швидкого утворення скоринки, а також при високій температурі сушіння спостерігається різке падіння швидкості сушіння внаслідок опору, створюваного скоринкою випаровуванню вологи з поверхні мармеладу.

Після досягнення стандартної вологості мармеладу процес влагоотдачи триває. Наближення до рівноважного стану мармеладу в сушарці спостерігається при абсолютній вологості близько його 2Ц%.Зміна градієнта вологості мармеладу в процесі сушіння.

Відстань від центральної осі в мм

Мал. 15. Зміна градієнта вологості мармеладу в процесі сушіння.

Наведені діаграми градієнта вологості для двох зразків мармеладу «затяжістая» і «сахаристого» (рис. 15) ілюструють розподіл вологості в зовнішньому (2 зони), проміжному (2 зони) і середньому (1 зона) шарах мармеладу в різні моменти сушки.

Ці дані показують, що мармелад вже до «сушки має значний градієнт вологості. Початковий період сушки через 2 години і через 6 годину. характеризується різким збільшенням градієнта вологості мармеладу у напрямку від внутрішніх шарів до зовнішніх. Вирівнювання вологості в мармеладі відбувається повільно протягом усього процесу сушіння, причому в кінці сушіння спостерігається ще значна різниця між вологістю внутрішніх і зовнішніх шарів.

Вище було відзначено, що рух вологи в мармеладі визначається значною мірою станом його температурного поля. У центрі мармеладу (рис. 16) температура швидко піднімається протягом першого періоду сушки (близько 2 годину.), Віддаляючись від температурної кривої мокрого термометра і наближаючись до деякого постійного віддалі від температурної кривої сухого термометра. Спостерігається відоме сталість температури мармеладу (нижче температури сухого термометра) після першого 2-4-годинного періоду сушки до кінця процесу характерно для внутрішньої дифузії вологи. Тільки після 10-12 годину., Т. Е. Після закінчення «сушки (при вологості мармеладу, рівній 26-31% по сухій речовині), спостерігається тенденція до зближення температури мармеладу з температурою сухого термометра, т. Е. Намічається перехід до періоду рівноваги.

Рівноважна вологість мармеладу після сушки коливається в залежності від вологості навколишнього повітря в межах від 22,86 до 33,86% до ваги сухої речовини (відповідні межі відносної вологості повітря 65 і 80%).

Оптимальний режим сушіння і охолодження яблучного формового мармеладу

На підставі аналізу кривих сушіння, швидкості, сушки мармеладу, градієнта вологості і температури мармеладу запропоновано розрізняти два періоди в процесі його сушіння.7.16

Перший період сушіння характеризується високим градієнтом вологості у поверхні мармеладу, т. Е. Є основна умова для інтенсивного розвитку внутрішньої дифузії вологи. В цей же період відбувається швидке падіння швидкості сушіння завдяки утворюється скоринці, яка створює (все більш зростаючий опір випаровуванню вологи через поверхню мармеладу. У цей період доцільно підтримувати максимально м'який режим сушіння (т. Е. Невисоку температуру і помірний ступінь насичення повітря), спрямований на те, щоб уповільнити процес утворення скоринки.

У другому періоді погіршуються умови для внутрішньої дифузії вологи в зв'язку з частковим вирівнюванням вологості внутрішніх і зовнішніх шарів мармеладу і з підвищенням в'язкості середовища. Крім того, наявність сформувалася скоринки викликає зменшення влагопровідності зовнішнього шару мармеладу. За даних умов є необхідність підняти температуру сушки до допустимого максимуму.

У дослідах, проведених в спеціальній сушильній установці напіввиробничих типу на основі зазначених положень, були розроблені показники оптимального режиму сушки сахаристого мармеладу з урахуванням умов заводського процесу:5.2

У поперечному потоці між ярусами, на яких встановлені решета з мармеладом, повітря рухається із зміною напряму через 1 годину.

Для затяжістая мармеладу потрібно кілька нижча температура сушки відповідно для першого періоду 55 ° і для другого 60 °.

Загальна тривалість сушіння з початковою вологістю продукту (відносної) 34-37% (52-61% абсолютної вологості) становить 8-10 годину.

У зв'язку з переходом в останні роки на більш глибоке уваривание мармеладної маси зі зменшенням відносної початкової вологості мармеладу до 29-31% інтервали часу може бути прийнята рівною 6-7 годину.

Після виходу мармеладу з сушарки він повинен бути охолоджений до температури 20-30 °, при якій його можна укладати в коробки.

Вивчення процесу охолодження мармеладу показало, що при користуванні для цієї мети повітрям кімнатної температури і циркуляції його в меж'ярусний просторі зі швидкістю близько 1 м / сек тривалість охолодження мармеладу становить 45-60 хв. при температурі повітря, що охолоджує 15-20 ° (в зимовий період) і близько 1,5 години - при температурі повітря 20-30 ° (в літній період).

Описаний (режим сушіння і охолодження мармеладу може бути здійснений в безперервно діючих сушарках різних типів. Після закінчення сушіння продукт повинен бути переведений в камеру охолодження, яка є продовженням тієї ж сушарки.

Для середніх і малих підприємств конструктивне рішення сушарок для мармеладу можна передбачати у вигляді тунелю, в якому безперервно рухаються стелажні вагонетки з розставленими на них решетами з мармеладом. Поступальний рух вагонеток по тунелю забезпечується спеціальним механізмом. При відсутності механізованих сушарок користуються камерними або шафові сушарками періодичної дії. У всіх випадках робота сушильного пристрою повинна бути розрахована на характеристики повітря, що відповідають вимогам оптимального режиму сушки і при обов'язковій умові рівномірного розподілу теплоносія - повітря в робочому просторі сушарки.

Охолодження мармеладу необхідно проводити в камерах з циркуляцією повітря в горизонтальному струмі, що проходить через меж'ярусний простору, за умов, зазначених вище. На малих підприємствах «вистоюють» мармелад для охолодження в приміщенні цеху. При цьому повинна бути забезпечена хороша вентиляція приміщення і відносна вологість повітря не більше 70%. Вистойка мармеладу триває від 4 до 8 годину. в залежності від температури навколишнього повітря.

Додати коментар

Вашу адресу електронної пошти не буде опублікований. Обов'язкові поля позначені *