Технології направленої енергетичної дії у процесах зневоднення гомогенних і гетерогенних харчових систем

Abstract

У статті наведено результати досліджень технологій направленої енергетичної дії при концентруванні екстрактів лікарських трав і кави, соків. Поглиблено та розширено класифікацію градієнтних і безградієнтних способів підведення енергії, технологій направленої енергетичної дії. Представлено математичні моделі, що описують механізм комбінованого нано- та макропереносу вологи з волокнистої капілярної структури рослинної сировини, визначено особливості формування потоку цільового компоненту при впливі мікрохвильового поля. Розроблено схеми та описано принцип дії експериментального стенду для зневоднення. Особливостями цього стенду є використання як джерела енергії мікрохвильового генератора, створення умов розрідження в камері за допомогою вакуумного насоса, що значно знижує робочі температури. Завдяки використанню мікроконтролера організовано автоматизований збір інформації про зміну температур та масу конденсату. Конструкція стенду дає змогу обирати як експериментальні об’єкти гетерогенні та дисперсні харчові системи, а також і гомогенні (соки, екстракти, подрібнені фрукти, овочі, продукти тваринного походження). Проведено ряд експериментальних досліджень з використанням різноманітної сировини. Отримано дані про кінетику зневоднення, зміну температур у процесі зневоднення. При концентруванні гетерогенних рідких систем досягнуто високих значень концентрації — до 92°brix. Через особливості конструкції та об’ємне підведення енергії до сировини такий концентрат неможливо отримати в існуючих вакуум-випарних апаратах. Вибіркова дія на молекули води та спиртів простежується і в результатах для капілярних структур, таких як шлам кави. Шлам кави має вологість близько 80% після вивантаження з екстракторів, для його зберігання з метою подальшої переробки необхідне зневоднення. У представленій установці швидкість зневоднення шламу у 2,5 раза вища за швидкість зневоднення гетерогенних систем.