Timp indelungat s-a crezut că uscarea legumelor pană la o umiditate de 10-12%, asigură atat calitatea cat şi buna lor păstrare timp de 8-10 luni: Lucrările executate în ultimii ani au arătat că legumele trebuie uscate la o umiditate mai joasă, sub 5% pentru a putea satisface integral cerinţele de mai sus.
La fructe s-a menţinut multă vreme valoarea 25% drept limita superioară a umidităţii finale ; azi această limită a fost redusă pentru multe specii de fructe, în funcţie de compoziţia lor chimică şi, în special de conţinutul lor de zaharuri. La prune limita de 25% umiditate s-a păstrat.
Conţinutul redus de apă asigură o comportare mai bună din punct de vedere microbiologic şi împiedică reacţiile chimice ne dorite (oxidări, decolorări, brunificări neenzimatice etc.) în timpul păstrării produselor uscate.
Fenomenele enzimatice nu suînt însă inhibate prin această reducere a conţinutului de apă.
Adăugarea unui agent desicant (clorură de calciu, oxid de calciu, silicagel) în recipienţi care conţin legume deshidratate face posibilă reducerea umidităţii reziduale pană la un nivel atît de scăzut, încît produsul nu mai este supus brunificărilor.
Intensitatea brunificărilor neenzimatice este proporţională cu concentraţia substanţelor active. In consecinţă prin uscare, crescînd concentraţia în substanţe active, intensitatea brunifică rilor neenzimatice ar trebui să crească. Această regulă este însă valabilă numai în cazul cînd produsul conţine o limită minimă de apă.
Intregul proces de deshidratare cu aer cald al legumelor si fructelor se desfasoara in trei faze sucessive, reprezentate in fig. 54.
Figura 54
Perioadele de deshidratare
Perioada de preîncălzire
(secţiunea 1-2) este aceea în de cursul căreia căldura este consumată aproape în întregime pentru încălzirea produsului pană la stabilirea unui echilibru între cantitatea de căldură transmisă produsului şi cea consumată pentru evaporare.
Durata acestei perioade este scurtă, depinzand îndeosebi de caracteristicile aerului cald şi nu constituie propriu-zis o fază de deshidratare.
Perioada de uscare cu viteză constantă
(secţiunea 2-3) constituie perioada de deshidratare propriu-zisă şi durează pînă la atingerea umidităţii higroscopice în stratul periferic al produsului. In această fază umiditatea de la suprafaţa produsului chiar dacă se micşorează, este totuşi mai mare decît umiditatea higroscopică.
In această perioadă, viteza de uscare nu depinde de mate rialul supus prelucrării, ci de modul cum se realizează procesul. Dacă nu se schimbă condiţiile uscării, atunci viteza de evaporare pentru toate legumele şi fructele şi prin urmare şi viteza de uscare se menţine constantă.
Viteza de evaporare este în acest caz aceeaşi pentru toate produsele şi aproximativ egală cu viteza de evaporare a umidi tăţii de la suprafaţa apei atunci cînd condiţiile de temperatură, presiune etc. răman aceleaşi.
Evaporarea de pe suprafaţa materialului se realizează în măsura în care umiditatea din straturile interne ale produsului migrează către suprafaţă. Aceasta antrenează o anumită propor ţie din substanţele solubile (zaharuri, săruri etc.), substanţe care în anumite condiţii duc la formarea crustei.
In această perioadă temperatura suprafeţei produsului care se usucă rămîne practic constantă şi egală cu temperatura indi cată de termometrul umed al psichrometrului.
Această situaţie se menţine pană în momentul cand umiditatea de la suprafaţa produsului supus uscării devine egală cu umiditatea higroscopică. In situaţia enunţată, umiditatea produsului capătă denumirea de umiditate critică.
Cantitatea de apă ce se evaporă de pe unitatea de supra faţă, în unitatea de timp, se numeşte viteză de evaporare şi se măsoară de obicei în grame pe m2şi pe minut.
Temperatura aerului se determină după indicaţiile termometrului uscat, iar temperatura de la suprafaţa produsului (în faza de uscare cu viteză constantă) se determină după indicaţiile termometrului umed.
Viteza de evaporare este influenţată de asemenea şi de toţi ceilalţi factori care influenţează uscarea : temperatura şi umiditatea aerului, viteza aerului, mărimea particulelor din produsul de uscat, coeficientul de transmisie a căldurii etc. In timp ce apa de pe suprafaţa produsului se evaporă, umiditatea din capilare şi din spaţiile celulare difuzează treptat din interior spre straturile superficiale, astfel încat în această perioadă suprafaţa produsului rămane mereu umedă.
In această fază viteza de uscare rămîne constantă pană ce nu mai difuzează suficientă apă din interiorul produsului spre exterior.
Perioada de uscare cu viteza descrescandă
(secţiunile 3, 4, 5) în care viteza de uscare se reduce treptat, proporţional cu umiditatea produsului, are loc după ce materia primă atinge umiditatea critică. In această situaţie zona de uscare trece în adancime, substanţele solubile rămînînd în produs, spre deosebire de perioada de uscare cu viteza constantă, cînd acestea se deplasau spre suprafaţă.
Aşa cum rezultă din fig. 54, punctul 3 curba vitezei de us care are o inflexiune bruscă, începînd perioada de uscare cu viteză descrescîndă în care se îndepărtează din produs o parte din apa legată şi anume apa coloidală (3-4) şi parţial cea din adsorbţie (4-5).
In această perioadă viteza de uscare depinde numai de pro prietăţile produsului (structura şi compoziţia chimică) care in fluenţează difuzia internă a apei şi este independentă de para metrii aerului cald folosit la uscare.
Pe măsură ce uscarea avansează, temperatura produsului se urcă şi acesta devine higroscopic. Cand se atinge umiditatea de echilibru, viteza de uscare devine nulă.
Această fază finală de uscare prezintă un interes deosebit pentru că depăşirea unei anumite temperaturi a produsului duce la degradări calitative importante, care se exteriorizează printr-o structură cornoasă a suprafeţei legumelor şi fructelor des hidratate, cum şi prin micşorarea capacităţii lor de rehidratare. De aceea, în faza finală, temperatura aerului cald trebuie micşorată.
Temperatura produsului.
In decursul uscării este necesar ca temperatura produsului să nu depăşească 62-75°C, sensibilitatea la temperatură diferind cu natura acestuia.
Pentru realizarea corectă a procesului de uscare temperatura produsului trebuie menţinută între anumite limite. Micşorarea temperaturii sub o anumită valoare scade mult viteza us cării, iar creşterea peste o anumită limită duce la degradări calitative : îmbrunarea, carbonizarea, caramelizarea zaharurilor, pierderi de substanţe nutritive, scăderea capacităţii de rehidratare, ca rezultat al unor reacţii chimice complexe ce au loc în produs.
Daca temperatura produsului s-ar menţine în decursul deshidratării la valori în jur de 37 o C s-ar putea produce alterări de natură microbiologică înainte ca procesul de deshidratare să se fi desavarsit.
Figura 55
Pe baza experientei practice se poate considera ca in cursul deshidratarii, limitele superioare de temperature ale aerului cald sunt de 70 – 72 o C. la finele uscarii, temperatura produsului se apropie de cea a aerului, deoarece asa cum se stie, numai in prima perioada de uscare temperature produsului este egala cu temperatura indicate de termometrul umed.
Uscatoare de fructe si legume
La inceputul procesului de deshidratare a legumelor respective in prima parte a fazei a doua ( perioada de uscare cu viteza constanta) cresterea temperaturii aerului nu prezinta niciun pericol, deoarece in acest caz temperatura produsului corespunde temeraturii de sturatie la presiunea partial de vapori a aerului. Cu cat uscarea inainteaza, presiunea vaporilor de apa de la suprafaţa produsului devine mai mică decît cea de saturaţie şi temperatura produsului creşte.
Pentru a se evita creşterea temperaturii produsului peste limitele indicate, respectiv degradarea lui, este necesară reducerea temperaturii agentului de uscare în ultima perioadă a procesului.
Figura 56
Figura 57
In fig. 56 se arată variaţia în timp a temperaturii cartofilor tăiaţi sub formă de cuburi şi a aerului într-un tunel cu contra curent, în condiţiile : încărcarea uşoară cu 2,5 kg pe m2, tunelul cu 12 cărucioare, fiecare avand o suprafaţă de cca 40 m2.
Viteza aerului între grătare la ieşirea din tunel este de 6 m/sec., temperatura umedă 30°C şi cea uscată 65°C. Timpul de uscare pentru cartofi cu un conţinut de 6% umiditate este de 7 ore.
In fig. 57 şi 58 se arată variaţia conţinutului de apă în funcţie de durata uscării şi variaţia temperaturii aerului în tunel. Se constată că în cazul
Figura 58
cartofilor, în primele trei ore se evaporă cca 80%din apă, iar în următoarele trei ore se evaporă numai cate 6-8 % pe oră.
Variaţia conţinutului final de apă este influenţată de :
natura şi compoziţia chimică a produsului,
temperatura aerului de uscare,
viteza aerului cald,
umiditatea relativă etc.
Reprezentaţia grafică, în ansamblu, a procesului de uscare, respectiv variaţia umidităţii, a temperaturii produsului şi a vitezei de uscare este dată în fig. 59.
Încălzirea aerului cu un anumit conţinut de umiditate are ca efect scăderea umidităţii sale relative. Din acest punct de vedere este indicat deci să se utilizeze aer la o temperatură cat mai ridicată, deoarece antrenarea apei va fi cu atît mai rapidă cu cat aerul va fi mai uscat. In practică, există totuşi o limitare atît a temperaturii (pentru prevenirea caramelizării zaharurilor şi a degradării ireversibile a substanţelor proteice) cat şi a umidităţii relative (formarea crustei, care împiedică ulterior difuzia apei, încetinind astfel în final uscarea).
Temperaturi necesare procesului de deshidratare
In acelaşi timp, dacă temperatura aerului este prea ridicată, la sfarşitul uscării o cantitate mare de căldură este eliminată. O scurtă supraîncălzire a fructelor sau legumelor cu un conţinut scăzut de apă, poate duce la denaturarea culorii şi aromei. In general, la deshidratarea fructelor şi legumelor temperature aerului la intrarea în tunel este de 62-75 C şi umiditatea relativă de 20-25%, iar la ieşire temperatura scade la 40-45 C, în timp ce umiditatea relativă ajunge la 60-65%. Aşa, de exemplu, în cazul deshidratării cartofilor sub forma de cuburi, la temperatura de 60o, 70o , 80o, in aceleasi conditii de incarcarea a gratarelor, de viteza a aerului si la o diferenta de temperatura constanta intre termometrul uscat si cel umed ritmul iniţial de uscare cand produsele au o umiditate ridicata (peste 40-50%) este aproape identic pentru toate cele trei curbe.
In zona cu umiditate scăzută a produsului, ritmul de uscare· este diferenţiat, fiind cu mult mai mare la temperaturi mai ridicate.
Pe de altă parte, umiditatea aerului cald este un parametru important al uscării, deoarece influenţează în mod nemijlocit viteza procesului, în sensul că în măsura în care umiditatea aerului este mai mică, capacitatea sa de a prelua vaporii rezultaţi prin evaporare este mai mare, permiţand deci trecerea în faza de vapori a cantităţii respective de apă din produs. Pentru ca uscarea să nu fie prea rapidă în prima. fază, ceea ce ar avea ca efect formarea structurii cornoase a. straturilor superficiale (apariţia crustei) aerul cald care vine în contact cu produsul proaspăt trebuie să aibă o umiditate relativă mai mare.
In practică acest lucru se realizează prin recircularea partial a aerului care a trecut o data prin uscator si care are o umiditate mai mare decît aerul proaspăt.
Pentru legumele tăiate sub diferite forme, în care caz uscarea se desfăşoară în timp relativ scurt, ritmul de uscare este proporţional cu diferenţa de· temperatură dintre termometrul uscat şi cel umed. Pentru prune, care necesită o durată mare de uscare, ritmul de uscare este practic independent de temperatura indicată de termometrul umed, dacă umiditatea relativă nu este mai mare de 40%. In general viteza de uscare este aproximativ proporţională cu temperatura.
Obţinerea unor legume şi fructe uscate de calitate depinde în mare măsură de modul de reglare a amestecului de aer proaspăt şi aer recirculat, amestec ce trebuie determinat în fiecare caz în parte. În afara avantajelor calitative menţionate, recircularea parţială a aerului interesează şi din punct de vedere al economiei de combustibil, întrucat acesta trebuie să fie încălzit într-o măsură redusă.
Coji de citrice deshidratate
Instalaţiile de uscare utilizate la deshidratarea legumelor şi fructelor lucrează, în majoritatea cazurilor, cu aer recirculat la care se adaugă numai o parte de aer proaspăt. Astfel, s-a stabilit că prin recirculaţia aerului în timpul uscării prunelor re zultă o economie de combustibil de aproape 50%.
Viteza aerului.
In prima fază a uscării,
viteza aerului are o influenţă mare, întrucît pe langă funcţia de agent încălzitor, ae rul are şi pe aceea de a prelua şi a vehicula vaporii rezultaţi prin evaporarea umidităţii. Cu cat viteza de îndepărtare a vaporilor va fi mai mare cu atat se vor crea condiţii mai bune pentru ca alte cantităţi de apă să se evapore de pe suprafaţa produselor .
In cea de-a doua fază a uscării,
cand evaporarea apei se produce în interiorul particulelor, viteza aerului are o influenţă mult mai mică asupra vitezei de uscare In practică, pentru uscătoarele tunel s-a stabilit că la viteze mai mari de 300 m/min., presiunea statică şi puterea necesară cu care trebuie să lucreze ventilatorul devine atît de mare, încat creşterea în plus a vitezei devine neeconomică.
Viteza aerului
Viteza aerului are un efect mai mic asupra uscării fructelor, care necesită durată mai mare de uscare (prune şi pere) decît în cazul legu melor tăiate în cuburi şi felii, care au o durată de uscare mai mică. Aşa de exemplu, curbele de uscare pentru vitezele de 240 şi 300 m/min, sunt aproape identice ; oarecare diferenţieri se pun în evidenţă pentru vitezele de 120 şi 180 m/minut.
Bucăţile mici de legume se usucă mai repede decît cele mari pentru că volumul lor este mai mic faţă de suprafaţa de evaporare respectivă şi pentru că umiditatea din interiorul par ticulelor are o distanţă mai scurtă de parcurs pană la atingerea suprafeţei.
Viteza aerului variază foarte mult cu distanţa dintre grătare şi cu încărcarea lor, care la legume în general nu trebuie să depăşească 6-8 kg/m2• La o viteză a aerului de 60 m/min. us carea este de două ori mai rapidă decat în aer liniştit, iar la o viteză de 120 m/min. viteza procesului este de 3 ori mai mare.
Figura 53
Distribuţia aerului.
In afară de faptul că uscătorul trebuie aprovizionat cu un volum suficient de aer pentru uscare, acesta trebuie să fie distribuit uniform în masa produselor.
In mod frecvent o bună parte din cantitatea de aer caută să treacă prin spaţiul de deasupra cărucioarelor cu grătare, pe dedesubtul cărucioarelor sau lateral faţă de cărucioare, în loc să treacă în întregime printre grătare şi produse.
Uscator de fructe si legume
Prin montarea şi reglarea dirijorilor de aer în spaţiul de trecere a curentului de aer, din tunelul superior în cel inferior, aerul este forţat să treacă în primul rînd printre grătarele cu produse şi în acelaşi timp este distribuit mai uniform pe toată secţiunea tunelului. Repartizarea produsului pe grătare trebuie astfel făcută, încat aerul să vină în contact cat mai strans si cat mai uniform cu întreaga suprafaţă a particulelor de produs .
Recirculaţia aerului.
Dacă aerul folosit pentru uscarea fructelor şi legumelor este lăsat să iasă direct în atmosferă, se pierde foarte multă căldură. Dacă însă aerul. se reintroduce în circuit, această căldură va fi în bună parte păstrată. Dimpotrivă, dacă aerul proaspăt este aspirat în uscător, ca să-l înlocuiască pe cel eliminat, este necesar de două ori mai multă căldură pentru a se încălzi.
Anumite fructe supuse unei temperaturi mai mari, sunt suprasolicitate la suprafaţă şi în acest fel uscarea în ansamblu este întarziată. Acest lucru este evitat într-o mare măsură, dacă umi ditatea relativă este suficient de mare, lucru ce se poate realiza prin recircularea unei părţi din aerul uzat.
Din această cauză, la uscătoarele moderne se practică întotdeauna recircularea aerului deja folosit. Aşa de exemplu, s-a stabilit că prin recirculaţia judicioasă a aerului la uscarea prunelor, se realizează o economie de combustibil de aproape 50%.
Grătarele folosite pentru deshidratare trebuie să aibă o suprafaţă cît mai mare de uscare pe unitatea de spaţiu ce ocupă în instalaţia respectivă.
In uscătoarele tunel grătarele se aşază cate 25-27 pe un cărucior, unele sub altele, pe o lăţime de 1,80-2,10 m, cu un spaţiu de 6-7 cm între două grătare consecutive, pentru ca aerul să treacă uşor printre ele. Curentul principal de aer trecînd printre grătare în direcţie orizontală, cu o viteză de cca 300 m/minut, devine intens turbulent. Se crează astfel diferenţe de presiune şi se produc curenţi secundari de aer – care trec printre grătarele cu material umed.
Aşezarea neregulată a grătarelor cu nerespectarea spa ţiului liber dintre ele, încărcarea , neuniformă a materiei prime pe grătare sau într-un strat prea gros, are un efect negativ asupra vitezei de desfăşurare a procesului de deshidratare.
Figura 50
ÎNCARCAREA LEGUMELOR ŞI FRUCTELOR PE GRATARE SAU SITE
Legumele tăiate în diferite forme sînt aşezate pe grătare într-un strat uniform, avînd o grosime de 12-24 mm. Fac excepţie prunele, care se pot aşeza pe 1-2 randuri, într-un strat cu grosimea pînă la 30-40 mm. Incărcarea pe m2 de grătar în mod obişnuit este de 4-20 kg ; într-o operaţie bine condusă, materia primă este aşezată într-un strat uniform ca grosime, pe toată suprafaţa grătarului.
Încărcarea materialului pe grătar sau site influenţează viteza de uscare şi implicit durata procesului. La o alimentare mai mare a grătarelor, peste o anumită limită, randamentul uscătorului nu mai creşte, ci din contră, scade.
Dimpotrivă, diminuînd în mod raţional încărcătura pe site se poate micşora sensibil durata uscării, fără a se reduce însă capacitatea de producţie a uscătorului. Aceasta se reflectă printr-o calitate mai bună a produselor, deoarece sunt expuse un timp mai scurt acţiunii căldurii.
Capacitatea unui uscător nu se determină prin cantitatea de materie primă aşezată pe suprafaţa grătarelor, ci prin cantitatea totală de produs uscat care se obţine în 24 ore de func ţionare neîntreruptă a acestuia.
Figura 51
Durata de uscare mai este influentata si de urmatorii factori:
Conditiile in care material prima vine in contact cu aerul : amestecarea materiei prime, contactul mai intim al aerului cald cu material prima, afanarea stratului de material etc
Tratarea preliminara a materiei prime : oparirea sau aburirea;
Variatiile de temperature din uscator : variatiile mici de temperature sau o temperature constanta contribuie la o uscare mai uniforma.
EFECTELE DESHIDRATARII ASUPRA FRUCTELOR ŞI LEGUMELOR
Amestec fructe deshidratate, condimente si ceai
Celulele microorganismelor suferă în cursul procesului de deshidratare aceleaşi fenomene ca şi celulele produselor alimentare de natură vegetală :
creşterea continuă a presiunii osmotice, micşorarea vacuolelor din sucul celular, permeabili zarea membranei protoplasmatice etc., fenomene care duc la tulburarea metabolismului şi chiar la plasmoliza lor.
In general, microorganismele nu pot trăi pe substraturi sărace în apă, respectiv pe medii cu presiuni osmotice ridicate. Procesul de nutriţie, ca şi cel de eliminare a produselor de metabolism a microorganismelor se realizează prin fenomenul de osmoză prin membranele semipermeabile ale celulelor. Micşorarea conţinutului de apă îngreunează aceste schimburi osmotice şi deci influenţează negativ activitatea vitală.
Pe de altă parte, enzimele, care sunt sensibile faţă de căldură, îşi reduc sau îşi anulează activitatea o dată cu ridicarea temperaturii. La unele din enzime, de exemplu la fenoloxidază, se reduce activitatea catalitică la 2% dacă substratul este încălzit la 85°C şi este complet anulată la 90°C.
Temperatura de activare/inactivare a enzimelor
Temperatura optimă de activitate a enzimelor din fructe şi legume este de cca 43°C. Această temperatură variază însă atît după natura substratului, cît şi a enzimelor.
Temperatura la care enzimele sunt inactivate depinde mult de aciditatea sau alcalinitatea mediului (pH) care sunt încălzite, rezistenţa maximă înregistrandu-se în jurul punctului de neutralitate. In mediu acid inactivitatea decurge mai uşor.
La temperatura de 75 C, în cazul opăririi sau aburirii, enzimele încep să fie inactivate dar în legumele şi fructele su puse uscării această temperatură şi altele mai ridicate nu sunt atinse decat în cazuri rare şi mai ales nu în toată masa lor.
Deshidratarea în condiţii industriale obişnuite nu permite să se atingă temperaturi vecine cu 85°C şi deci nu asigură inactivarea enzimelor. Din această cauză legumele trebuie opărite înainte de deshidratare.
Pere deshidratate in tava de cuptor si pere proaspete / procese de deshidratare
Atunci cand nu s-a procedat la inactivarea enzimelor prin opărire sau aburire, în multe cazuri efectul activităţii enzimeloroxidative este mai intens la produsele deshidratate, decat la materiile prime din care provin. Aceasta datorită concentrării substraturilor asupra cărora acţionează enzimele. Aşa de exemplu, cartofii uscaţi fără opărire prealabilă se înnegresc mai repede în comparaţie cu feliile de cartofi nedeshidrataţi. În cazul umezirii legumelor uscate uneori se produce o regenerare parţială a enzimelor.
De aceea, în practica industrială se procedează la inactivarea enzimelor din fructe şi legume înainte de uscarea lor, prin tratarea termică.
Modificari fizico-chimice
In cadrul modificărilor fizico-chimice se include coagularea substanţelor proteice, care în condiţiile deshidratării industriale este parţial reversibilă.
Din cauza măririi concentraţiei de zahăr a sucului celular în decursul deshidratării se înregistrează creşterea presiunii osmotice.
Prin micşorarea conţinutului de apă se măreşte concen traţia în acizi organici (scăderea valorii pH-ului) care influen ţează la rîndul ei unele modificări chimice, cum sunt : denaturarea proteinelor, hidroliza zaharurilor etc. Prin deshidratare se înregistrează, de asemenea, pierderi de zaharuri faţă de conţinutul iniţial, care variază între 1 şi 8%.
Uleiurile eterice se volatilizează uşor la temperaturi supe rioare limitei de 50-60°C, iar pigmenţii vegetali îşi modifică culoarea ; de exemplu, legumele verzi îşi schimbă culoarea în verde-galben, iar legumele şi fructele galbene se brunifică sau se decolorează prin deshidratare. Cauzele acestor modificări sunt fie de natură enzimatică, fie de natură termică.
FACTORII CARE INFLUENŢEAZA DESHIDRATAREA
Fructe si legume deshidratate.
Agentul uzual folosit la deshidratarea fructelor şi legumelor este aerul cald, care serveşte atat pentru transferul căldurii de la sursa de încălzire la produs, cat şi pentru vehicularea apei evaporate.
Principalii factori care influenţează procesul de uscare sunt:
Materia primă
Natura materiei prime sau felul fructelor şi legumelor influenţează în mod deosebit ritmul de uscare. !n plus, viteza de uscare a diferitelor produse variază în funcţie de diferitele forme sau dimensiuni în care sînt pregătite pentru deshidratare (cuburi, felii, tăiţei, jumătăţi sau felii de fructe etc.), precum şi în funcţie de conţinutul de apă, care este foarte diferit. De exemplu, dacă se deshidratează morcovi şi cartofi sub formă de cuburi de aceleaşi dimensiuni, în aceleaşi condiţii de uscare (temperatura 70 C, viteza aerului 4 m/s şi aceeaşi încărcătură pe m2),bucăţile de morcovi ating umiditatea finală de 6% după 5-6 ore, pe cand cele de cartofi după 7 ore.
Forma şi gradul de mărunţire a materiei prime
Viteza de uscare variază cu forma şi dimensiunile de divizare (tăiere ale materiei prime destinate prelucrării).
Din analiza curbelor de uscare a cartofilor sub formă de tăiţei de diferite mărimi, în condiţii de încărcare a grătarelor cu 6-7 kg/m2, la viteza aerului de cca 4,8 m/s, temperatura de uscare 70°C şi temperatura termometrului umed de 35°C, se observă că o mică diferenţă în mărimea bucăţilor de legume determină modificări semnificative ale duratei de uscare.
Diferenţa este evidentă în toate perioadele de uscare, însă devine mai pregnantă în perioada finală de uscare, cand umiditatea este mai scăzută, spre deosebire de perioada initial cu umiditate mare, cînd diferenţele sunt mult mai mici.
In timpul fazei iniţiale de uscare, viteza de evaporare pe unitatea de suprafaţă se schimbă puţin, ea rămînînd aproape constantă. Dacă comparăm o singură bucată de legumă sub formă de cub cu cele două jumătăţi ale aceluiaşi cub de dimensiuni similare, suprafaţa acestora din urmă va fi cu 33% mai mare. Ritmul sau viteza de uscare la jumătăţile de cuburi va fi şi ea proporţional mai mare.
Uscator de fructe si legume
De asemenea, timpul de uscare va fi mai redus pana aproape la jumate, daca marimea bucatilor este redusa cat mai mult posibil.
Marimea bucatilor in care sunt taiate legumele este determinata in primul rand de necesitatea desfasurarii cat mai rapide a procesului de uscare şi în mai mică măsură de preferinţele consumatorilor.
Deshidratarea fructelor întregi, cum sunt prunele, repre zintă un caz special în care durata procesului este de 24-30 ore la temperaturi ce pot ajunge pană la 74°C, fără ca prin aceasta calitatea fructelor să fie diminuată.
EFECTELE DESHIDRATARII ASUPRA DEZVOLTARII MICROORGANISMELOR ŞI ACTIVITAŢII ENZIMATICE
Celulele microorganismelor suferă în cursul procesului de deshidratare aceleaşi fenomene ca şi celulele produselor ali mentare de natură vegetală : creşterea continuă a presiunii osmotice, micşorarea vacuolelor din sucul celular, permeabili zarea membranei protoplasmatice etc., fenomene care duc la tulburarea metabolismului şi chiar la plasmoliza lor.
Fructe deshidratate
In general, microorganismele nu pot trăi pe substraturi sărace în apă, respectiv pe medii cu presiuni osmotice ridicate. Procesul de nutriţie, ca şi cel de eliminare a produselor de metabolism a microorganismelor se realizează prin fenomenul de osmoză prin membranele semipermeabile ale celulelor. Micşorarea conţinutului de apă îngreuiază aceste schimburi osmotice şi deci influenţează negativ activitatea vitală.
Temperatura
Pe de altă parte, enzimele, care sunt sensibile faţă de căldură, îşi reduc sau îşi anulează activitatea o dată cu ridicarea temperaturii. La unele din enzime, de exemplu la fenoloxidază, se reduce activitatea catalitică la 2% dacă substratul este încălzit la 85°C şi este complet anulată la 90°C. Temperatura optimă de activitate a enzimelor din fructe şi legume este de cca 43°C. Această temperatură variază însă atat după natura substratului, cat şi a enzimelor.
Temperatura la care enzimele sunt inactivate depinde mult de aciditatea sau alcalinitatea mediului (pH) care sunt încălzite, rezistenţa maximă înregistrandu-se în jurul punctului de neutralitate. In mediu acid inactivitatea decurge mai uşor. La temperatura de 75 C, în cazul opăririi sau aburirii, en zimele încep să fie inactivate dar în legumele şi fructele supuse uscării această temperatură şi altele mai ridicate nu sînt atinse decat în cazuri rare şi mai ales nu în toată masa lor.
Deshidratarea in conditii optime
Deshidratarea în condiţii industriale obişnuite nu permite să se atingă temperaturi vecine cu 85°C şi deci nu asigură inactivarea enzimelor. Din această cauză legumele trebuie opărite înainte de deshidratare.
Atunci cand nu s-a procedat la inactivarea enzimelor prin opărire sau aburire, în multe cazuri efectul activităţii enzimeloroxidative este mai intens la produsele deshidratate, decît la materiile prime din care provin. Aceasta datorită concentrării substraturilor asupra cărora acţionează enzimele. Aşa de exemplu, cartofii uscaţi fără opărire prealabilă se înnegresc mai repede în comparaţie cu feliile de cartofi nedeshidrataţi. În cazul umezirii legumelor uscate uneori se produce o regenerare parţială a enzimelor.
Ardei iuti uscati
De aceea, în practica industrială se procedează la inacti varea enzimelor din fructe şi legume înainte de uscarea lor, prin tratarea termică.
Indepartarea excesului de apa din material prima este conditionata de transmisia caldurii si de starea si miscarea vaporilor de apa. Transmisia caldurii se realizeaza pe baza diferentei de temperature intre materialul supus deshidratarii – fructele si purtatorul de caldura – aerul cald.
Rosii proaspete si rosii deshidratate
In cursul deshidratarii fructelor si legumelor intr-un cuptor de aer, apa libera este antrenata imediat prin evaporare. Aceasta evaporare rapida depinde de suprafata totala a fructelor (sau legumelor), de viteza de circulatie a aerului si de diferenta intre tensiunea vaporilor din curentul de aer. In timpul uscarii fructelor si legumelor apa din sucul celular difuzeaza pana la suprafata, datorita difuziei interne si se evapora.
Deplasarea apei
Deplasarea apei din interiorul produsului spre exterior este urmarea procesului de difuzie interna si este consecinta directa a diferentei de presiune osmotica determinate de o concentratie diferita in substante solubile a lichidului din interiorul si de la periferia particulei de produs. Deplasarea apei are loc din punctele cu un continut mai mare de apa spre cele cu un continut mai mic, rezultate in urma evaporarii apei prin fenomenul de difuzie externa. Datorita difuziei interne se realizeaza in final egalizarea umiditatii in toate straturile produsului supus deshidratarii.
Tava de deshidradator – Fasolea Verde asezonata cu usturoi si ierburi / Ciuperci deshidratate
Difuzia apei
In afara difuziei interne trebuie avuta in vedere si termodifuzia apei, provocata de diferenta de temperatura intre straturile periferice si cele interioare ale produsului. Termodifuzia este fenomenul invers difuziei interne, adica provoaca deplasarea apei din exterior spre interior, temperature exterioara fiind superioara. Deoarece insa, diferentele de temperature nu sunt prea mari , difuzia interna este mai mare decat termodifuzia si in ansamblu predomina miscarea apei din interior spre exterior.
Craparea suprafetei periferice sau a epidermei produsului, de exemplu la prune, are loc atunci cand viteza de evaporare a apei de la suprafata produsului este mult mai mare decat viteza de difuzie interna, ducand prin aceasta la formarea asa-numitei cruste la suprafata produsului. Pentru evitarea acestui neajuns, temperature si umiditatea relative a aerului trebuie sa fie reglare cu deosebita grija.
Prin incalzire, umiditatea relativa a aerului scade. Astfel, daca la 15 0 C umiditatea relativa a aerului este de 60% prin incalzire la 60 0 C aceasta ajunge la 5%. Teoretic deci, este indicat sa se utilizeze aerul la o temperatura cat mai ridicata, deoarece capacitatea de absorbtie a apei din produs este cu atat mai mare cu cat umiditatea relativa a aerului este mai scazuta. Exista totusi o limita care nu trebuie depasita si care este determinate de :
temperatura la care fructele sau legumele incep sa se degradeze (caramelizarea zaharului, ireversibilitatea la rehidratare)
umiditatea relativa a aerului cald sa nu se apropie de zero deoarece aerul prea uscat duce la formarea curstei, impiedicand difuzia apei din interior spre suprafata de evaporare si, prin aceasta, incetinind uscarea;
temperatura aerului prea ridicata, la finele procesului, face ca o cantitate mare de caldura sa fie neutilizata realizîndu-se astfel un randament caloric scăzut. De asemenea o temperatură prea ridicată la uscare prilejuieşte denaturarea aromei şi culorii produselor.
In general, la deshidratarea fructelor, temperatura aerului la intrarea în instalaţie este de 70-72°C şi cu o umiditate relativă de 20-25%. La ieşirea din uscător, temperatura este mai coborîtă, între 40-45°C, iar umiditatea relativă este de 60-70%.
Felii de mere uscate
Viteza de deshidratare
Viteza de deshidratare este condiţionată şi de viteza difuziei interne a apei, aceasta depinzînd la rîndul ei de mă rimea particulelor de fructe sau de legume.
Temperatura şi viteza de deplasare a aerului cald, sunt factori care condiţionează economicitatea procesului de uscare.
Cu cat viteza de evaporare este mai mare, cu atat şi difuzia creşte, aceasta fiind valabilă pînă la o anumită limită. Depăşirea acesteia determină formarea crustei.
Sub valoarea limită menţionată, există posibilitatea ca viteza de difuzie să fie egală cu viteza de evaporare a apei. Sub o anumită valoare a vitezei de evaporare operaţia uscării poate deveni neeconomică din cauza cheltuielilor sporite de energie termică pentru evaporarea apei şi de energie mecanică pentru vehicularea aerului.
Desfăşurarea optimă a procesului are loc în momentul în care viteza de evaporare a apei de la suprafaţa fructelor şi legumelor este egală cu viteza de migrare a umidităţii din in terior spre suprafaţa lor.
Pentru a obţine o deshidratare rapidă fructele şi legumele sunt tăiate în bucăţi mici, reducandu-se prin aceasta timpul necesar pentru difuzia apei şi mărindu-se suprafaţa totală de evaporare. Caisele se taie în jumătăţi, merele şi perele în felii, strugurii şi prunele se lasă întregi, iar legumele sunt tăiate sub formă de felii, cuburi, tăiţei etc.
Fructe si legume deshidratate / procesul deshidratarii fructelor si legumelor
Viteza de circulaţie a aerului influenţează de asemenea procesul uscării. Dacă circulaţia aerului este prea înceată us carea se va desfăşura încet deoarece aerul se va satura foarte repede cu umiditatea. Viteza de deplasare a aerului în uscă torul tunel este în general cuprinsă între 3-5 m/sec.
Practic, pentru realizarea în condiţii optime a procesului de deshidratare, trebuie să se determine temperatura maximă pe care o poate suporta fiecare produs, respectiv temperatura de intrare în agregat şi cea la care trebuie să iasă aerul în cărcat cu umiditate, pentru a se evita condensarea acesteia.
Deshidratarea fructelor si legumelor este procesul tehnologic prin care se reduce continutul natural de apa pana la o anumita limita, care sa impiedice activitatea microorganismelor, fara a se distruge tesuturile sau a se deprecia valoarea alimentara ce se deshidrateaza.
Ansamblul de procese ce se petrec in timpul deshidratarii trebuie sa mentina insusirile calitative, indeosebi culoarea, gustul, aspectul si componentii nutritive ai produselor proaspetel.
Indepartarea excesului de apa, din fructe si legume – proces numit deshidratare, se poate face fie cu ajutorul caldurii solare – uscare naturala- fie cu ajutorul caldurii obtinute prin cale artificiala (gaze de ardere, aer cald, suprafete incalzite etc) – deshidratarea artificiala. Excesul de apa ce trebuie indepartat prin deshidratare variaza in functie de natura materiei prime, precum si in functie de durata de pastrare a produdusului finit.
Mar proaspat si chipsuri de mere deshidratate
Legumele si fructele deshidratate se conserva in bune conditii 8 – 12 luni, greutatea lor se reduce in medie la a 10 – a parte si reclama un spatiu mult mai mic de depozitare fata de produsele proaspete; de asemenea necesita cheltuieli de transport, depozitare si manipulare mai reduse.
Fructele si legumele proaspete contin aproximativ 85 – 90% apa, pe cand umiditatea maxima a produsului finit este de cca 20 – 25%.
Fructe si legume proaspete
FORMELE DE LEGARE A APEI IN FRUCTE SI LEGUME
Fructe si legume proaspete
Produsele vegetale contin peste 80% apa. Aceastea se prezinta legata diferit in complexul substantei organice si anume:
Apa libera, legata mecanic sau capilara reprezinta cca 70% din totalul umiditatii produselor alimentare, in care sunt solubilizate cantitati apreciabile din: zaharuri, acizi, saruri etc. apa libera umple capilarele produsului, precum si spatiile intercelulare.
Aceasta forma de apa este denuita si apa libera deoarece indepartarea ei este supusa legilor evaporarii lichidelor de pe suprafete libere. La deshidratarea produselor alimetare aceasta apa este indepartata cu usurinta.
Apa legata fizic, cuprinde cantitatea de apa adsorbita si absorbita de substantele coliodale. Aceasta apa se indeparteaza mult mai greu prin influenta caldurii deoarece este retinuta mult mai puternic in produsele alimentare: fructe, legume, carne, peste etc.
Apa coloidala de umflare este apa absorbita osmotic de particulele coloidale.
Apa de adsorbtie, denumita si apa de hidratare, este retinuta de forte moleculare pe suprafetele particulelor coloidale.
Apa legata chimic intra in insasi compozitia moleculelor ca apa de constitutie sau de cristalizare si nu poate fi indepartata din produse fara a provoca degradarea lor.
Se preteaza la uscare urmatoarele specii de ciuperci: hribii (Boletus edulis Bull), galbiorii (Cantharelus cib arius Fr), ciuciuletii (Morchella esculenta Pers), zbirciogii (M archella conica Pers) si ciupercile albe (Agaricus campestus L ex Fr). Iutarii (Lactarius piperatus L ex Fr), riscovii (Lactarius deliciosus L ex Fr) si buretii flocosi ( V olvariella bombycina Schae) nu sunt indicati pentru uscare, deoarece in aceasta forma au un gust amar. Pentru uscare se aleg nurnai ciupercile tinere, intregi, curate, fara impuritati. Recoltarea ciupercilor se face prin rasucirea piciorului si apoi rupere. Transportul se va face in cosulete, pentru a nu degrada recolta. Nu se vor folosi pungi sau materiale plastice, ciupercile putând fi degradate de cele mai usoare loviri.
Ciuperci deshidratate
Recoltare
Se va evita recoltarea ciupercilor pe timp ploios pentru ca se inmoaie si se innegresc relativ repede. Inainte de orice operatie, ciupercile trebuie sa fie bine verificate, pentru ca in materia prirna sa nu se strecoare specii otravitoare. Fiecare specie de ciuperci se recolteaza si se pregateste separat pentru uscat, deoarece fiecare specie are o alta grosime si pentru ca altfel ar fi foarte greu sa se rnai poata separa dupa uscare. Procesul de uscare se va incepe in aceeasi zi in care au fost recoltate, in functie de cantitate si procedeu se procedeaza la spalarea lor.
Uscare
La uscarea pe sfoara sau sârma inoxidabila, ciupercile se curata cu o cârpa uscata si se taie in felii de 4-5 mm, de-a lungul axului piciorului cu cutite inoxidabile. Palariutele mici se insira separat, fara a rnai fi taiate. Atârnarea siragurilor se face la inceput la soare, continuindu-se uscarea in locuri bine ventilate până la uscarea finala. Uscarea se poate face si pe gratare la soare pe pânza absorbanta, tifon sau site sau in camere incalzite, care se aerisesc la 2-3 ore. La exemplarele mai mari, la acest procedeu se desprinde piciorul de palarie si se indeparteaza coaja si lamelele de sub palarie si se taie in felii uniforrne.
Picioarele ciupercilor se taie longitudinal, tot in fâșii de 4-5 mm grosime. Când se considera ca uscarea s-a apropiat de sfârsit, se pun pe tava si se dau la cuptor 2-3 minute. Ambalarea se face imediat in recipiente de sticla bine inchise (chiar si cu celofan). ln cazul când se dispune de cantitati mai mari; ciupercile se spala si apoi se oparesc in abur la 100°C, timp de 2-3 minute. Pe gratare se întind intr-un strat subtire. Temperatura de uscare este 35-55°C. Durata uscarii este de 5-10 ore, iar produsul finit nu are voie sa depaseasca 12% umiditate.
Mix de ciuperci deshidratate
Ciupercile uscate se ambaleaza in pungi sau saci de plastic, care se reambaleaza in cutii de carton. Se pastreaza in spatii uscate, racoroase, cu, temperatura constanta. Din ciuperci uscate se poate obtine si faina de ciuperci sau praf cum se obisnuieste in unele zone. Dupa uscarea lor, caldute fiind, se macina prin masina de carne sau piper si se trece in ambalaje de sticla cu capac. Se poate pregati praf de ciuperci dintr-o singura specie de ciuperci ori din amestec.
Sursa : ” CONSERVAREA IN GOSPODARIE A LEGUMELOR SI FRUCTELOR PRIN USCARE ” – Dr. ing. OCTAVIAN BURCEA; Ing. STEFANIA FUGEL
PARTICULARITĂTI ALE USCARII LEGUMELOR SI CIUPERCILOR – VII – Varza albă si conopida; Alte legume
Chipsuri de morcovi si sfecla deshidratate
Varză albă si conopidă; Alte legume
Varza albă
La uscarea verzei se vor folosi soiurile cu nervuri subtiri, uniforme, cum sunt soiurile Licurisca, de Buzau.
Se vor alege capatânile indesate, de forma aproape rotunda, sanatoasa, cu frunzele netede si fragede. Varza se curata îndepartându-se foile verzi de la suprafata capatânei, cele murdare, cu nervuri prea groase, putrezite sau atacate de daunatori. Cotorul se indeparteaza in totalitate. Capatâna se taie in jumatate si se toaca in taitei de 3-4 mm cât mai lungi posibil, deci pe lungimea capatânei. Imediat dupa taiere, varza se opareste in solutie clocotita de apa si bicarbonat de sodiu 1 %, timp de 1,5-2,5 minute. Pentru a nu se lipi de gratare, aceasta se unge cu ulei. Taiteii de varza se aseaza pe gratare in strat subtire.
Varza alba proaspata
Temperatura de uscare
Temperatura optima de uscare este de 60-62°C. Depasirea temperaturii la peste 72-75°C produce schimbarea gustului verzei in amarui si inchiderea culorii. Dupa uscare varza se lasa sa se raceasca pe gratare, apoi se sorteaza, eliminindu-se buditile insuficient uscate. Produsul uscat trebuie sa contina până la 7% apa. Ambalarea se face in saci de hârtie legati pentru a feri produsul de lumina si umiditate.
Conopida
Conopida proaspata
Se aleg exemplarele cu inflorescente albe, nepatate, sanatoase, proaspete. Se prefera inflorescentele putin rasfirate si mai potrivite ca marime. Aceasta calitate usureaza pregatirea pentru uscare, nemaifiind necesara folosirea cutitului, buchetelele din inflorescenta desfăcându-se prin desprinderea unuia de altul. In caz contrar inflorescenta se taie in 4 si pe urma in 8, facăndu-se buchete mici.
Aceasta operatie de fragmentare se efectueaza dupa ce s-au indepartat frunzele exterioare verzi si cotorul. Buchetelele se scufunda in apa si se spala, verificând daca nu exista atac de viermi sau alte insecte. Oparirea se face in apa fierbinte de 95-98°C, timp de 2-5 minute. Dupa aceea buchetelele se racesc si se pun imediat pe gratare.
We use cookies on our website to give you the most relevant experience by remembering your preferences and repeat visits. By clicking “Accept All”, you consent to the use of ALL the cookies. However, you may visit "Cookie Settings" to provide a controlled consent.
This website uses cookies to improve your experience while you navigate through the website. Out of these, the cookies that are categorized as necessary are stored on your browser as they are essential for the working of basic functionalities of the website. We also use third-party cookies that help us analyze and understand how you use this website. These cookies will be stored in your browser only with your consent. You also have the option to opt-out of these cookies. But opting out of some of these cookies may affect your browsing experience.
Necessary cookies are absolutely essential for the website to function properly. These cookies ensure basic functionalities and security features of the website, anonymously.
Cookie
Durată
Descriere
cookielawinfo-checkbox-analytics
11 months
This cookie is set by GDPR Cookie Consent plugin. The cookie is used to store the user consent for the cookies in the category "Analytics".
cookielawinfo-checkbox-functional
11 months
The cookie is set by GDPR cookie consent to record the user consent for the cookies in the category "Functional".
cookielawinfo-checkbox-necessary
11 months
This cookie is set by GDPR Cookie Consent plugin. The cookies is used to store the user consent for the cookies in the category "Necessary".
cookielawinfo-checkbox-others
11 months
This cookie is set by GDPR Cookie Consent plugin. The cookie is used to store the user consent for the cookies in the category "Other.
cookielawinfo-checkbox-performance
11 months
This cookie is set by GDPR Cookie Consent plugin. The cookie is used to store the user consent for the cookies in the category "Performance".
viewed_cookie_policy
11 months
The cookie is set by the GDPR Cookie Consent plugin and is used to store whether or not user has consented to the use of cookies. It does not store any personal data.
Functional cookies help to perform certain functionalities like sharing the content of the website on social media platforms, collect feedbacks, and other third-party features.
Performance cookies are used to understand and analyze the key performance indexes of the website which helps in delivering a better user experience for the visitors.
Analytical cookies are used to understand how visitors interact with the website. These cookies help provide information on metrics the number of visitors, bounce rate, traffic source, etc.
Advertisement cookies are used to provide visitors with relevant ads and marketing campaigns. These cookies track visitors across websites and collect information to provide customized ads.
