Šta je sušenje hrane?
Sušenje je proces uklanjanja vlage iz hrane (materijala) koji se ostvaruje složenim mehanizmima prenošenja mase i količine toplote. Proces sušenja predstavlja jedan od najstarijih i najbitnijih procesa u toku prerade i konzerviranja hrane. Gotovo da ne postoji prehrambeni proizvod koji u toku svog nastajanja ne prolazi kroz proces sušenja.
Koji je značaj sušenja hrane?
U prehrambenim proizvodima (materijalima) se sušenjem proizvodu smanjuje sadržaj, a samim tim i aktivnost vode, čime se usporava ili sprečava rast i razvoj patogenih mikroorganizama, kao što su plesni, gljivice, buđ i sl. koji izazivaju „kvarenje“ hrane. Ovim procesom se hrani produžava rok upotrebe i omogućava korišćenje namirnica van sezone zrenja (kod voća i povrća), a takođe se olakšava skladištenje.
Pored toga što je proces sušenja dominantan proces konzerviranja voća i povrća, on je neizostavan proces prilikom proizvodnje mleka u prahu i lekova u farmaceutskoj industriji.
Laboratorija za termotehnička i strujno-tehnička merenja
Laboratorija za Termotehnička i strujno-tehnička merenja Poljoprivrednog fakulteta Univerziteta u Beogradu opremljena je savremenim aparatima i mernom opremom za ispitivanje procesa sušenja hrane, koja uključuje eksperimentalnu sušaru sa mogućnošću sušenja različitim metodama (konvektivno, konduktivno sušenje, sušenje u sloju materijala), zatim liofilizator za sušenje pod vakumom na niskim temperaturama, peć za određivanje vlažnosti uzoraka, kao i drugu dodatnu opremu.
Ova oprema pruža mogućnost karakterizacije i analize procesa sušenja širokog spektra prehrambenih proizvoda, uključujući voće, povrće, sireve, zatim različite vrste otpadne biomase, lekovito bilje i dr.
Namena laboratorije
Laboratorijska oprema je prvenstveno namenjena za potrebe naučnih istraživanja procesa sušenja, ali je dostupna našim studentima na smeru INBIN u svrhu edukacije u oblasti kinetike procesa sušenja prehrambenih proizvoda i automatizacije procesa sušenja, kao i za potrebe istraživanja u toku izrade Master radova i doktorskih disertacija.
Krajnji cilj ispitivanja je optimizacija procesa sušenja određenog prehrambenog proizvoda u cilju zadovoljenja željenih kriterijuma (boja, aroma, krajnji sadržaj vitamina, ekonomičnost procesa sušenja, itd.).
Eksperimentalna sušara
Eksperimentalna laboratorijska sušara poseduje četiri komore i ima mogućnost sušenja korišćenjem više metoda, uključujući:
- konvektivno sušenje (sušenje strujom toplog vazduha) u tankom sloju,
- kombinovano konduktivno-konvektivno sušenje (toplotni protok se materijalu dovodi istovremeno preko grejne podloge i toplim vazduhom)
- konvektivno sušenje u fluidizovanom sloju (topao vazduh prostrujava kroz nasipni sloj materijala).
Svaka metoda je namenjena sušenju određene vrste prehrambenih proizvoda, pa se tako, na primer, tanki kolutići ili kriške voća i povrća suše uglavnom konvektivno, žitarice u fluidizovanom sloju, dok se kašasti materijali suše kombinovanom konduktivno-konvektivnom metodom.
Laboratorijska ekserimentalna sušara je opremljena savremenom merno-regulacionom opremom, pa se u toku procesa sušenja mogu podešavati različiti parametri i analizirati njihov uticaj na proces sušenja. Kontrolišu se brzina i temperatura vazduha, kao i temperatura grejne podloge pri konduktivnom dovođenju toplotnog protoka materijalu.
Takođe, u sušari su na više mesta postavljene sonde za praćenje temperature i relativne vlažnosti vazduha.
Povezanost sušare sa informacionim sistemima
Glavna veličina koja se u toku procesa sušenja meri je masa uzorka, tj. promena mase uzorka u toku određenog vremenskog intervala. Ovo se postiže laboratorijskom vagom koja kontinualno šalje podatke o masi uzorka računaru.
Svi bitni parametri procesa sušenja se pomoću odgovarajućeg software-a skladište i prikazuju na ekranu računara. Analizom dobijenih podataka se dobijaju informacije u vezi sa kinetikom procesa sušenja određenog materijala, kao i potrošnji energije. Na osnovu ovih informacija se proces sušenja može optimizovati i unaprediti.
Liofilizator za sušenje hrane pod vakumom na niskim temperaturama
Liofilizacija predstavlja proces odstranjivanja vlage iz proizvoda sublimacijom (direktnim prevođenjem iz čvrstog u gasovito stanje) pri niskim temperaturama u vakumu, uz dodatno dovođenje toplote proizvodu.
Prethodno smrznuti uzorak se postavlja u ohlađenu komoru liofilizatora, iz koje se, pomoću vakuum-pumpe, „isisava“ vazduh, a zatim se uzorak dodatno zagreva pomoću grejne podloge, čime se pospešuje proces sublimacije.
Liofilizacija je od posebnog značaja prilikom dobijanja praškastih materijala od veoma kvarljivih namirnica, kao što je mleko, čime se omogućava čuvanje ovog proizvoda u toku dužeg vremenskog perioda.
Kvalitet namirnica osušenih procesom liofilizacije je izuzetno visok, ali je sam proces energetski i vremenski zahtevan. Pored prehrambene industrije, ima veliku primenu u farmaceutskoj industriji i medicini.
Zanimljivo je da su još „stare“ Inke u 13. veku koristile sublimaciju za sušenje krompira. U toku noći su se peli na vrhove Anda, gde se krompir smrzavao na niskoj temperaturi, a zatim bi tokom dana krompir izlagali zračenju Sunca (dovođenje toplote), čime bi dolazilo do sublimacionog izdvajanja vlage iz krompira na pritisku znatno nižem od pritiska na nivou mora (najviši vrh Anda je visine 6961m).
INFO
Članak napisan u saradnji sa Dr Mihailom Milanovićem – Asistent sa doktoratom – Katedra za poljoprivrednu tehniku
