190540. lajstromszámú szabadalom • Eljárás élelmiszeripari termékek energiatakarékos szárítására
1 190 540 2 A találmány tárgya eljárás élelmiszeripari termékek szárítására, amelynél a szárítandó terméket zárt szárító térbe helyezzük, méijük a szárítandó termék vagy egy jellemző részének súlyveszteségét és szükség esetén pH-változását és ennek függvényében szabályozzuk a szárítótérben a levegő hőmérsékletét és nedvességét. Az élelmiszeripari szárítási folyamatok célja az, hogy a víztartalom csökkentésével az élelmiszerben eredetileg bennlevő vagy hozzáadott kismolekulájű anyagok (mono- és diszaharidok, sók, szerves savak stb.) töménysége növekedjék, és ezáltal a mikrobák (penész- és élesztőgombák, baktériumok) szaporodását gátolják, vagyis a terméket eltarthatóvá tegyék. Ilyen szárítást alkalmaznak a gyümölcsök aszalásakor, a halak sózása-füstölése alkalmával, a sajtok érlelésekor, a növényi termények szárításakor, a sózott húsok és kolbász-, illetve sonkafélék szárításakor. Az élelmiszeriparban a szárítást általában nagy teljesítményű berendezésekkel végzik, amelyekben a levegő páratartalmát szabályozzák. Bizonyos esetekben — különösen a fehérjetartalmú élelmiszereknél — a relatív páratartalom pontos szabályozására van szükség, mert ellenkező esetben vagy elégtelen a száradás és penész- illetve baktériumnövekedés következik be, vagy száradási hibák, deformációk lépnek fel. Ez a szabályozás jelenleg bonyolult rendszereket igényel, és a szabályozás pontossága a fizikai törvényekből adódóan — különösen alacsonyabb hőmérsékleten — nem kielégítő. A relatív páratartalom szabályozása ugyanis általában a száraznedves hőmérséklet különbségének mérésével és a levegő szükség szerinti szárításával-nedvesítésével történik. A száraznedves hőmérséklet-különbségek mérésének - az ipari gyakorlatnak megfelelő — ±0,5°C-os pontossága azonban 10°C hőmérsékleten ±6% relatív páratartalom eltérésnek felel meg, ami sok esetben alkalmatlanná teszi az eljárást az élelmiszernek technológiai hiba veszélye nélküli szárításra. Az iparban szóbajöhető irányítástechnikai rendszerek hőmérsékletszabályozásának korlátozott pontossága (a fentemlített ± 0,5°C) miatt a páratartalom említett nagy ingadozásával számolni kell. Ezt a szabályozási pontatlanságot úgy szokták megkerülni, hogy magasabb hőmérsékleten végzik a szárítást, amikor a relatív páratartalom szabályozási pontossága nagyobb ugyan, de az eljárás ekkor csak a hőre - közvetlenül vagy közvetve - kevésbé érzékeny élelmiszereknél alkalmazható. A hagyományos élelmiszeripari szárító eljárások másik nagy problémája a szárító levegőnek egyenletes, a szárító tér minden pontjára eljutó áramlásának biztosítása. Az ismert eljárások ezt csak úgy tudják megoldani, hogy igen nagy belépő légsebess^gekkel (20-30 m/s) dolgoznak, és a beömlő levegő mennyiségét folyamatosan változtatva osztják el a zárt szárító légtér különböző pontjain, hogy az a légtér minden pontját érje. A nagy belépő légsebesség két problémát Is felvet: az igen nagy energiaigényt és a levegőeloszlás egyenletlenségét, ami miatt a száradási hibák veszélye elkerülhetetlen. M Stiebing és szerzőtársai a „Fleischwirtschaft szaklap 1981. (61) 1138. oldalán az „Energieverbrauch bei der Fleischwarenherstellung című cikkükben arról tájékoztatnak, hogy az élelmiszer-tartósítási eljárások során a legnagyobb energia-felhasználásra a szárításkor van szükség. A szárításnál ugyanis a 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 nagy légsebességek biztosítása és a melegítési, Sietve hűtési igény miatt kb. 10-szer annyi az energiaszükséglet, mint a hőkezelés esetén. Közismert, hogy a szárítási folyamatot a termék sulyveszteségével és nagy fehérjetartalmú élelmiszerek esetén a pH érték figyelembevételével kell lefolytatni. Ha az ismert eljárások automatizált vezérlésénél előre megadott programot alkalmaznak, akkor a nyersanyag összetevők különbsége és a méretkülönbségek befolyásolhatják az eljárást. Ismert élelmiszeripari eljárásokra jellemző, hogy folyamatos légbefúvással távolítják el a szárítandó élelmiszerből kidiffundáló nedvesség (víz) ^okozta vízgőzt. (Rauch: „Klima und Kühlanlagen , Fleischwirtschaft, 1981. (8.) 1141. oldal, és Reich: Technik f. Fleischereieinrichtungen, Fleichswirtschaft, 1981 (8.) 1139 oldal, és az előbbi cégek prospektusai). Az ismert eljárások során a keringtetett szárító levegő relatív páratartalmát folyamatosan és pontosan kell szabályozni, különben szárítási hibák (kéregképződés, alaktorzulás) lépnek fel. (Lőrinc, F., Lencsepeti J.: „Húsipari Kézikönyv (1975.), 489. oldal, és Imre L.: Szárítási Kézikönyv (Műszaki Könyvkiadó, (1974) 979. oldal). A nem pontos páratartalom okozta száradási hibák nemcsak esztétikai okokból hátrányosak, hanem a száradási sebességet is lényegesen csökkentik, aminek a következménye a szárítási idő meghosszabbodása, fokozott energiafelhasználás, tehát a gazdaságosság romlása. Az ismert szárítási eljárásoknál azt, hogy a szárító levegő minden szárítandó terméket körüláramoljon, a már említett igen nagy belépő légsebességekkel kívánják biztosítani. Ennek a jelentős energiatöbblet mellett az is a hátránya, hogy a befújt szárító levegő és a szárító térben lévő nedves levegő állandó összekeveredése igen alacsony hatásfokot eredményez, továbbá teljesen ellenőrizhetetlen légállapot jön létre a szárítótérben. A nagy fehérjetartalmú élelmiszerek szárításánál gyakori a füstöléssel való kombinálás. A száradási hibák elkerülésére a füstölés alatt is szükség van az eddig ismert eljárásoknál a relatív páratartalom pontos szabályozására. (Coretti, K. Fleisch Wirtschaft, 1975. (11.) 1504. oldal.) A füstölés alatt a relatív páratartalom pontos szabályozása — a füstben lévő anyagoknak az eljárásban alkalmazott (pl. hőmérséklet) érzékelőkre való kicsapódása miatt — még nehezebb, mint a füstölést nem igénylő élelmiszerek szárítási eljárásnál, ami lényegében azt jelenti, hogy az élelmiszereknek a füstöléssel kombinált szárításánál a relatív páratartalom szabályozási pontatlansága tovább növekszik. A találmány szerinti eljárás a következő felismeréseken alapul: — A nagyobb fehérjetartalmú élelmiszerek bonyolult módon lejátszódó száradásának a sebessége kicsi. A kis száradási sebesség következtében lehetővé válik, hogy az élelmiszer egyensúlyi relatív páratartalma (ERP) Illetve vízaktivitása (a ) és a szárító légtér levegőjének relatív páratartalma között nagy legyen a Különbség, akkor, ha az élelmiszer felületére diffundáló és onnan a légtérbe elpárolgó nedvességet csak időnként távolíriuk el. , A vízaktivitás (a ) = -—j^^L-&9gQïg3lii— w Aszta oldószer gőznyomás 2
