Suszenie to jeden z podstawowych procesów stosowanych w przemyśle podczas wytwarzania żywności, a także innych produktów i półproduktów, np. forniru, czy papieru. Proces ten pozwala na:

• nadanie oczekiwanych cech danemu surowcowi – np. obniżenie zawartości wody w proszkach owocowych i warzywnych do poziomu < 4% zapobiega ich zbrylaniu się;
• zwiększenie trwałości produktu lub półproduktu – w przypadku produktów spożywczych, obniżenie zawartości wody do:
  • 7 -15 % dla warzyw;
  • 5 – 25% dla owoców;
  • <15% dla kwaśnych owoców o małej zawartości cukrów takich jak, m.in. maliny, czarne jagody;

zapewnia stabilność mikrobiologiczną suszu. Ponadto dalsze obniżenie wilgotności produktu – do 5-10% dla warzyw i grzybów oraz do 15 % dla owoców, ogranicza ciemnienie suszu w trakcie przechowywania;

• zwiększenie efektywności transportu – dzięki zmniejszeniu masy i w większości przypadków objętości produktu.

Aby uzyskać produkt wysokiej jakości należy odpowiednio dobrać metodę suszenia oraz jej parametry. Ważna jest również jakość surowca poddawanego procesowi suszenia oraz sposób jego obróbki wstępnej.

Określenie poszczególnych parametrów pozwalających na osiągnięcie oczekiwanej wydajności i jakości produktu jest często problematyczne dla naszych klientów, dlatego też w niniejszym artykule przedstawimy przykładowe dane dotyczące wydajności naszych suszarni przy zastosowaniu poszczególnych metod suszenia, jako uzupełnienie ich charakterystyk przedstawionych w naszych innych wpisach dotyczących metod i technologii suszenia.

Wpływ sposobu przygotowania surowca na wydajność suszenia

Na wydajność suszenia ma wpływ wiele czynników, m.in.:

• Rodzaj surowca, w tym jego właściwości fizyczne i chemiczne,
• Parametry urządzenia suszarniczego.

W niniejszym wpisie skupimy się na wpływie cech surowca oraz sposobie jego przygotowania na wydajność suszenia. Parametry maszyn wykorzystujących daną metodę odprowadzenia wody z produktu oraz przykładowe dane zebrane z powszechnie dostępnych źródeł, w tym artykułów naukowych, stron internetowych i publikacji, będą przedmiotem kolejnych wpisów.

Najważniejsze cechy surowca, które należy uwzględnić przy wyborze danej metody suszenia oraz rodzaju urządzenia, przedstawiono poniżej.

Podstawowe cechy surowca decydujące o wydajności procesu suszenia:

• Stopień i sposób rozdrobnienia (wielkość i kształt) surowca – materiał o mniejszych wymiarach, a zatem większym stosunku powierzchni właściwej do masy lub objętości suszy się szybciej. Stopień rozdrobnienia określa również maksymalną ilość wody jaką można odparować z materiału, gdyż np. pył zatrzyma więcej wody niż cząstki o średnicy 5 mm;
• Wilgotność surowca i suszu – określa masę wody do odparowania w pojedynczym cyklu suszenia;
• Gęstość i struktura wewnętrzna produktu – woda jest łatwiej odprowadzana z materiału o strukturze porowatej, rozluźnionej;
• Ciepło właściwe – określa ilość energii cieplnej, którą należy dostarczyć do produktu o masie 1 kg by podnieść jego temperaturę o 1 ⁰C. Zależy ono m.in. od wilgotności materiału (ciepło właściwe maleje ze wzrostem wilgotności) oraz jego składu;
• Przewodność cieplna – cecha ta określa szybkość, z którą ciepło jest przewodzone w danym materiale. Zmienia się ona wraz ze zmianą wilgotności materiału w trakcie trwania procesu suszenia.

Na wydajność procesu usuwania wody z surowca i właściwości produktu końcowego ma także wpływ jakość surowca oraz sposób jego obróbki wstępnej.

Zalecenia dotyczące właściwości warzyw i owoców poddawanych suszeniu są następujące:

• DLA OWOCÓW – powinny być one w pełni dojrzałe, ale nie przejrzałe, a dojrzałość i wielkość poszczególnych owoców powinna być do siebie zbliżona;
• DLA WARZYW – najlepszej jakości susz można uzyskać z warzyw o dużej zawartości cukrów i intensywnej barwie. Nie powinny one ponadto zawierać zbyt dużej ilości błonnika, zwłóknień, czy części zdrewniałych.

Proces przygotowania surowca do procesu suszenia zależy od jego rodzaju i cech, a także oczekiwanych właściwości, jakimi powinien charakteryzować się susz. Najczęściej składa się on z następujących etapów:

1. Obróbka wstępna
   Obróbka wstępna obejmuje przede wszystkim mycie, obieranie, oczyszczenie, usunięcie części niejadalnych i przebarwień oraz rozdrobnienie surowca, który zostanie poddany procesowi suszenia. Aby uzyskać susz o takich samych, jednolitych i powtarzalnych cechach należy zadbać, by produkt poddawany procesowi suszenia w każdym cyklu był wyrównany pod względem wielkości, kształtu i wilgotności.
2. Dodatkowa obróbka żywności
   W celu poprawy jakości suszu oraz warunków wymiany ciepła i masy w procesie odprowadzenia wody stosuje się dodatkowe procesy takie jak, m.in.:

• Blanszowanie

Proces ten stosowany jest przede wszystkim w przypadku owoców posiadających twarda skórkę, takich jak winogrona, śliwki, borówki itp.  W wyniku poddania produktu działaniu gorącej wody lub pary wodnej ich skórka pęka, a struktura tkankowa zostaje rozluźniona. Warunki wymiany ciepła i masy stają się korzystniejsze, a czas procesu suszenia ulega skróceniu. Ponadto w wyniku procesu blanszowania lepiej zachowana zostaje naturalna barwa surowca. Susz zawiera większą ilość składników odżywczych oraz charakteryzuje się lepszymi cechami organoleptycznymi.

• Sulfitacja

Proces ten polega na poddaniu surowca działaniu gazowego dwutlenku siarki, bądź jego wodnego roztworu o stężeniu 1-3%. Sulfitacja wpływa na:

• Lepsze zachowanie barwy surowca;
• Zahamowanie rozwoju niepożądanej mikroflory;
• Zwiększenie przepuszczalności wody przez ściany komórkowe, a tym samym skrócenie czasu trwania procesu suszenia;
• Ograniczenie procesu ciemnienia suszu.

Pomimo niewątpliwych zalet proces ten jest obecnie coraz rzadziej stosowany. Wpływa na to m.in. fakt, że część SO₂ może połączyć się z cukrami zawartymi w suszonych produktach, tym samym powodując zmianę ich barwy oraz redukcję zawartości witaminy B1. Ponadto zastosowanie siarki skutkuje korozją urządzeń, a jej opary są toksyczne dla ludzi.

Sulfitację zastępuje się więc alternatywnymi metodami pozwalającymi na osiągnięcie podobnych efektów, m.in. namaczaniem w:

• roztworze kwasów organicznych spożywczych, w tym kwasu cytrynowego lub askorbinowego
• sokach owocowych, np. ananasowym, limonowym, cytrynowym – zastosowanie wymienionych naturalnych antyoksydantów może jednakże spowodować zmianę smaku surowca

• Załadunek surowca do suszarni
  Podczas załadunku bardzo ważnym jest, by produkt był rozłożony możliwie równomiernie, w cienkiej warstwie, ponieważ zapewnia to optymalne warunki procesu suszenia oraz uzyskanie produktu charakteryzującego się podobnymi cechami. Podstawowe sposoby załadunku surowca do suszarni o określonej konstrukcji podajemy na grafice poniżej.