بخشی از مقاله
چکیده
اطلاعات در مورد ساختار متخلخل از غذاها ، توصیف کیفیت و بافت مواد غذایی خشک بسیار مهم است.بنابراین ،خواص ساختاری مانند تخلخل، وزن مخصوص ظاهری ،وتراکم واقعی محصولات غذایی خشک کردن انجمادی که شرایط فرایند را تحت تاثیر قرار داد مورد بررسی قرار گرفت. دانه های برنج و محصولات کشاورزی ، از جمله سیب زمینی ، قارچ و توت فرنگی برای چندین بار مختلف پخته شد .چگالی واقعی از محصولات با استفاده از هلیوم استریو چگالی سنج انداره گیری شد.
چگالی ظاهری نیز با اندازه گیری ابعاد و نمونه ها باکولیس تقسیم به درجات جز به دست امد. مدلهای ساده ریاضی به منظور ارتباط خواص ساختاری با شرایط فرایند توسعه داده شد. ریز ساختار مواد غذایی نیز توسط اسکن میکروسکوپ الکترونی تجزیه وتحلیل شد.چگالی ظاهری مواد یخ زده خشک با فشار اعمال شده در طول خشک کردن انجمادی افزایش یافته است در حالی که تخلخل کاهش.علاو ه بر این ، تراکم از یخ خشک دانه برنج با افزایش زمان جوش کاهش یافته است در حالی که تخلخل افزایش ، تغییرات د رچگالی توده ای وتخلخل میکروساختاری توسط تصویرSEMمورد بررسی قرار گرفت.
-1 مقدمه
حذف اب از ترکیبات مواد غذایی مانع فساد میکروبی و واکنشهای فیزیکی و شیمیایی در طول ذخیره سازی می شود. روش خشک کردن شامل حرارت بطور همزمان و انتقال جرم،که باعث تغییرات قابل توجهی در ترکیب فیزیکی و شیمیایی و همچنین در ساختار مواد غذایی، بسته به مکانیسم های حمل و نقل استفاده می شود . بنابراین شرایط ساختار و مورفولوژی غذاها به عنوان یک نتیجه از کیفیت محصول نهایی، روش خشک شدن محسوب می شود.
در میان روش خشک کردن که در صنایع غذایی استفاده می شود ، خشک کردن انجمادی به عنوان یکی از پیشرفته ترین روشها برای خشک کردن محصولات غذایی با ارزش حساس به حرارت، جلوگیری از انقباض نامطلوب وتولید مواد با تخلخل بالا، حفظ کیفیت محصول بدون تغییر طعم، عطر و حفظ رنگ و همچنین خواص ابرسانی بهتر نسبت به خشک کردن با روشهای معمولی است.
خشک کردن انجمادی برای حفاظت مواد حساس و تسهیل حمل و نقل استفاده می شود و در دو مرحله انجام شده؛ محصول برای اولین بار یخ زده و سپس یخ توسط تصعید بطور مستقیم از جامد به فاز بخار تبدیل می شود . در خشک کردن انجمادی ، تصعید یخ باعث تغییرات قابل توجهی در ساختار و حجم محصول غذایی می شود . بسته به شرایط فرایند ، بلورهای یخ که تصعید می شود باعث ایجاد منافذ و شکاف شده و در نتیجه بررسی ا ثر شرایط فرایند خشک کردن انجمادی بروی خواص ساختاری مواد غذایی بسیار جالب به نظر می رسد .
محصولات غذایی را که نسبت به حرارت حساس می باشد اغلب از طریق تصعید رطوبت خشک می کنند. در خشک کردن تصعیدی، ابتدا محصول مورد نظر منجمد می شود، سپس حلال که - معمولاً آب می باشد - منجمد شده و از طریق تصعید تحت خلاء از ماده غذایی خارج می شود. یخ تصعید شده توسط پمپ خلاء یا اژکتور بخار، از داخل اتاقک خشک کن مکیده می شود. گرمای مورد نیاز برای تصعید از طریق هدایت یا تشعشع، تامین می گردد. آب یخ زده در دماهای صفر درجه سانتی گراد یا زیر آن، تحت فشار 627پاسکال یا کمتر تصعید می شود.
محصولات خشک شده از طریق تصعید، معمولاً دارای کیفیت بالایی می باشد. این موضوع به دلیل آن است که ساختار ماده ی غذایی، هنگامی که آب از طریق تصعید از مواد دیگر جدا می شود، یک ساختمان متخلخل و چروکیده نشده بر جای می ماند. محصولی که بدین ترتیب خشک شده با شد، دوباره به آ سانی مرطوب می شود. به هنگام خ شک کردن، طعم و بوی غذا یا کاهش نمی یابد و یا کاهش آن اندک خواهد بود، چون دمای پایین خ شک کردن، از فرایندهای نامطلوب تخریب و ف ساد، جلوگیری می کند و مح صول خ شک شده کیفیت بالایی خواهد دا شت - نمونه های جنین فرایندهایی، عبارت ا ست از: قهوه ای شدن غیرآنزیمی، تغییر ساختار پروتئینی و دناتوره شدن آنها، واکنش های آنزیمی و ... - بزرگترین م شکل خ شک کردن از طریق ت صعید، هزینه ی آن می باشد، سرعت خشک کردن پایین است و بهره گیری از خلاء بر هزینه ی فرآیند می افزاید. محصول نهایی میزان بسیار کمی نم خواهد داشت و بنابراین موجب کاهش برخی هزینه ها از قبیل حمل و نقل، سرماسازی و انبارداری می گردد.
خشک کردن تصعیدی در دمای & 10- انجام می شود تا اطمینان حاصل شود که آب در حالت جامد باقی می ماند.فشار مطلق در خشک کن تصعیدی معمولاً 2 میلی متر جیوه یا کمتر است. گرمای تصعید باید کنترل شود تا از ذوب نشدن یخ در حین تصعید اطمینان حاصل گردد.
تصعید در سطح بیرونی مواد منجمد شده آغاز می شود و به سمت داخل محصول پیشروی می کند و همچنان که لایه ضخیم می شود، سرعت خشک شدن محصول کاهش می یابد. از آنجایی که تصعید تحت خلاء انجام می شود، انرژی گرمایی بسیار کمی به مصرف می رسد. به این روش %99-98 از آب محصول مرطوب گرفته می شود.
در این فرایند باید تأمین انرژی گرمایی لازم تحت کنترل باشد تا از ذوب شدن آب یخ زده در داخل محصول جلوگیری به عمل آید و بیشترین سرعت تصعید حاصل شود. حذف 1 تا %2 آب باقی مانده در محصول، زمان بسیار بیشتری طول می کشد، ولی می توان دمای تصعید ماده را به دمای محیط رساند.همانطور که گفته شد، سرعت خشک کردن تحت تاثیر ضخامت محصول قرار دارد و ضخامت کمتر محصول، منجر به افزایش سرعت خشک شدن می شود.
غلظت نیز در سرعت خشک شدن محصول موثر است، و دیده شده است که محصولات غذایی با درصد قند بالاتر، دارای سرعت خشک کردن پایین تری می باشد.عملیات خشک کردن تصعیدی دارای سه مرحله است :انجماد محصول، تصعید یخ و جداسازی بخار آب. در این فرایند، جدا کردن بخار آب، گران ترین بخش فرایند است. عملی کردن این روش خرک کردن، متکی بر این مرحله است. بین اتاقک خشک کن و پمپ خلاء یا انژکتور بخار باید یک تله ی بخار قرار داده شود. تله ی بخار دارای سطوح سردی است که رطوبت تبخیر شده بر روی آن تقطیر می گردد.
کارایی تله ی بخار، به اختلاف فشار بین اتاقک خشک کن و سطح تله ی بخار، دمای تله ی بخار، ضخامت قشر یخ ایجاد شده بر روی آن و اختلاف دمای بین سطح تله و ماده ی مبرد در حالت تبخیر ، بستگی دارد. چنانچه راندمان تله ی بخار کم باشد، موجب می شئود که دمای اتاقک خشک کن کمتر شود.پمپ خلاء علاوه بر این که آب تصعید شده را از محیط خارج می کند، موجب پایین نگه داشته شدن فشار در اتاقک خلاء در زیر فشار اتمسفری می گردد. حذف گازهای غیرقابل میعان، مقاومت در مقابل حرکت بخار آب به داخل کندانسور را کاهش می دهد. چون این گازها، موجب کاهش راندمان خشک کن می شود، پمپ خلاء به کار رفته باید قادر به کاهش فشار اتاقک خلاء تا حداقلmʽ5 ، باشد.
-2طراحی محفظه ی خشک کن
-1مقیاس پایلوت در آزمایشگاه های صنایع غذایی در مواردی که مقدار بسیار کمی از محصول مورد نیاز باشد، از یک خشک کن تصعیدی قابل حمل استفاده می شود. این خشک کن، خود شامل سرد کننده، حرارت دهنده و پمپ خلاء می با شد. ظرفیت این گونه خ شک کن ها به طور نمونه برای 2 تا 20 کیلوگرم از مح صول منجمد شد، یا 6 تا 36 فوت مربع، طراحی می شود
افزایش مقیاس عامل هایی که بر اندازه ی خ شک کن ت صعیدی اثر می گذارد، عبارت ا ست از اندازه ای اتاقک و ظرفیت کندان سور، پمپ خلاء و سطح صفحه ها می با شد. برای جبران افزایش ظرفیت مواد غذایی باید سطح خ شک کن افزایش یابد. پمپ خلاء و کندانسور نیز مناسب با این افزایش سطح، افزایش داده شود. در این حالت، ضخامت لایه ی محصول به بالای ضخامت بهینه ی لازم برای خ شک کردن افزایش داده نخواهد شد، این ضخامت بهینه در آزمای شات مقیاس پایلوت تعیین می شود.
-3 خشک کن های تصعیدی صنعت
-1-3 خشک کن های تصعیدی سینی دار خشک کن های تصعیدی سینی دار معمول ترین نوع خشک کن تصعیدی که اکنون در صنعت استفاده می شود خشک کن ت صعیدی سینی دار ا ست. کندان سور، مانند گرم کننده های سینی ها در همان اتاقک قرار داده می شود و یا اینکه در اتاقک جداگانه ای که از طریق یک لوله با قطر بزرگ به اتاقک ا صلی پیو سته ا ست، سوار می شود.
اندازه ی سطح این خ شک کن ها از 125 تا 220 فوت مربع متغیر ا ست. مح صول بر روی سینی های داخل اتاقک خشک کن گسترده می شود. چنانچه به یک خشک کن با ظرفیت بالا نیاز باشد، چندین خشک کن تصعیدی را می توان با یک گرم کننده ی سینی، کندانسور، سرد کننده و پمپ خلاء مرکزی به کار انداخت. سی ستم باید برای خ شک کردن مرحله ای برنامه ریزی شود و به ترتیب، هر بخش از سی ستم، تخلیه و بارگیری شود.هر خشک کن باید به طور مجزا به وسیله ی پانل خودش کنترل شود، در این صورت، عملیات، نیمه پیوسته خواهد بود.
