Situaţia

  Una din cele mai simple metode de păstrare a calităţii fructelor şi legumelor este conservarea prin uscare sau deshidratarea. În timp ce uscarea se realizează pe baza transferului termic natural al apei din produsele vegetale către mediul exterior, deshidratarea presupune că acelaşi transfer se realizează sub un control uman riguros, prin folosirea unor echipamente tehnice adecvate.

   Din punct de vedere chimic, fructele şi legumele conţin apă şi substanţă uscată, formată la rândul ei din substanţe organice şi substanţe minerale. Conţinutul în apă poate ajunge la peste 90% din masa unor legume şi fructe, iar la nuci şi alune se situează la valori de circa 5%.

   Conservarea legumelor şi fructelor prin uscare presupune înlăturarea unei cantităţi importante din apa conţinută de acestea, astfel încât să se obţină umiditatea optimă de conservare, care la fructe poate fi de 12...20%, la legume între 8...10%, iar la unele produse de 2...4%.

   Fructele şi legumele uscate au efect benefic asupra organismului uman, cele mai importante acţiuni fiziologice referindu-se la: efectele de hidratare; efectul diuretic, prin conţinutul de potasiu, magneziu şi sodiu; efectul alcalin; efectul de mineralizare, prin aportul de substanţe minerale; efectul laxativ, datorită fibrelor conţinute; acţiunea tonică, prin vitaminele conţinute. De exemplu, prunele au un conţinut ridicat de fibre, glucide, vitaminele A şi B, potasiu, calciu şi fosfor. Consumate frecvent, acestea fortifică sistemul nervos, combat stările de oboseală şi stimulează tranzitul intestinal.

   Uscarea legumelor şi fructelor este procesul de reducere a umidităţii produsului prin transfer de la un strat la altul şi în final la mediul înconjurător, pe baza diferenţei de umiditate. Transferul are loc atât prin difuzia lichidului şi vaporilor din diferite forme de legare a umidităţii, cât şi prin deplasarea capilară a lichidului în interiorul straturilor, ceea ce depinde de temperatură, presiunile parţiale şi concentraţiile ambelor faze.

   Uscarea convectivă (cu aer cald) este cel mai răspândit procedeu de eliminare a umidităţii din legume şi fructe.

Probleme

 

În timpul uscării, dar mai ales al deshidratării legumelor şi fructelor se produc numeroase transformări ale materiei prime, precum:
-    transformări de structură (zbârcirea şi reducerea volumului);
-    transformări de culoare (degradarea culorii este funcţie de temperatura de uscare, viteza de eliminare a apei, prezenţa metalelor grele, conţinutul de zahăr reducător şi de procesele oxidative);
-    transformări de aromă şi savoare, care înregistrează o anumită pierdere a acestora, dependentă şi de caracteristicile mediului în care se desfăşoară uscarea;
-    reducerea valorii alimentare, dependentă de regimul termic aplicat
-    pierderi de bioxid de carbon,
-    degradări proteine,
-    pierderi de vitamine etc.

În schimb:
-    se conservă pe termen lung caracteristicile organoleptice, conţinutul de glucide şi acizi organici.
-    datorită reducerii greutăţii la transport de circa 8 ori, a volumului de depozitare de 4…6 ori cheltuielile de transport, manipulare şi depozitare se diminuează substanţial

Implicaţii

   Valorile temperaturii, umidităţii relative şi vitezei de uscare (parametrii regimului de uscare) influenţează atât durata procesului de uscare, cât şi calitatea materialului supus uscării. Regimul de uscare trebuie să fie optimizat, în sensul găsirii unei durate minime de uscare, cu un consum minim de căldură, la care să corespundă cele mai bune proprietăţi tehnologice ale legumelor şi fructelor uscate.

   Punctul slab al acestei metode de uscare convective s-a dovedit consumul energetic ridicat pentru eliminarea unei cantităţi mari din apa conţinută de legumele şi fructele deshidratate (de la 75...90% conţinut iniţial la 7...15% conţinut final), astfel că odată cu manifestarea primului val al crizei energetice mondiale s-au restrâns puternic activităţile de deshidratare a legumelor şi fructelor.

   Materialele cu structură fibroasă, poroasă, gelatinoasă, de natură organică, în care legătura umidităţii cu materialul este puternică, prezintă valori ridicate ale umidităţii de echilibru, migrarea umidităţii prin interiorul lor având loc prin difuzie. Ponderea zonei de uscare cu viteză constantă este mică sau lipseşte complet. În cazul forţării unei viteze de uscare prea mari, diferenţa între umiditatea straturilor superficiale şi umiditatea miezului, poate provoca deteriorarea ireversibilă a produsului prin crăpare, răsucire, exfoliere. De aceea, viteza de uscare a acestor materiale este limitată, iar intensitatea transferului de căldură nu trebuie să depăşească acest prag de suportabilitate.

   Deplasarea apei din interiorul corpului spre exterior reprezintă difuzia internă sau superficială şi este consecinţa directă a diferenţei de presiune osmotică provocată de concentraţia diferită în substanţe solubile a lichidului din interiorul şi de la periferia particulei de produs, precum şi de diferenţa de presiune parţială a vaporilor de la suprafaţa produsului şi a
vaporilor de apă din aer. Deplasarea apei are loc din punctele cu un conţinut mai mare de apa spre cele cu un conţinut mai mic, rezultate din urma evaporării apei prin fenomenul de difuzie externă. Difuzia internă realizează, în final, egalizarea conţinutului de apă în straturile produsului supus uscării.
În procesul de uscare o mare importanţă o are raportul dintre difuzia internă şi cea externă. Dacă viteza difuziei externe va depăşi pe cea a difuziei interne, atunci suprafaţa produsului se va usca foarte mult, formând o pojghiţă, care va îngreuna procesul ulterior al uscării. Aceasta va împiedica difuzia internă a apei, prelungind foarte mult durata de uscare.
Acest fenomen se datorează utilizării unei temperaturi ridicate, peste nivelul critic specific fiecărei specii şi a concentrării soluţiilor la suprafaţa materiei prime, supuse uscării. Ca urmare a contractării se formează la suprafaţa produsului un strat mai dens, mai gros sau mai subţire, care împiedică desfăşurarea normală a procesului de deshidratare

   În timpul primei perioade de uscare, când evaporarea se face la suprafaţă, difuzează şi se depun substanţele solubile in apă, ca săruri, zaharuri. În momentul în care produsul a ajuns la umiditatea critică, se formează o crustă la suprafaţă, care îngreunează şi întârzie uscarea.

 

Soluţii

 

Utilizaţi surse de căldură ȋn infrarosu:

Arzătoare radiante

Panouri radiante

 

Beneficii

 

   Avantajele uscării prin radiaţie a fructelor şi legumelor:

- timp de uscare cu 80% mai scurt faţă de uscarea prin convecţie
- creşterea productivităţii
- uniformitatea temperaturii ȋn masa fructelor şi legumelor
- nu există riscul supraȋncălzirii fructelor sau legumelor
- consum de energie mai scăzut
- uscarea fructelor sau legumelor se face dinspre interior spre exterior şi nu mai există riscul spargerii fisurării sau decojirii
- pasteurizare, sterilizare şi dezinfectare rapidă, insectele (adulte, larve sau ouă) şi paraziţii sunt eliminaţi foarte eficient, sunt inactivate microorganisme patogene (bacterii, viruşi, spori etc) şi nu sunt necesare tratamente cu pesticide sau alte chimicale
- inactivare enzime
- gelatinizare
- degerminare, cȃnd este cazul
- protejare fibre, vitamine, proteine şi alte minerale
- se păstrează aroma, culoarea şi aspectul fructelor şi legumelor