Open Library - открытая библиотека учебной информации. Сублимированная сушка фруктов это


Сублимация фруктов и овощей » Сушка пищевых продуктов

Плоды, овощи и ягоды — основной источник поступления в организм человека углеводов и витаминов.

Химический состав плодов и овощей различен и для одних и тех же видов меняется в зависимости от сорта, места произрастания, степени зрелости, условий хранения и т. п.

Основная масса сухого остатка плодов и овощей состоит из углеводов (до 90%). Количественное соотношение моносахаридов, дисахаридов и полисахаридов у разных видов плодов и овощей различно. Содержание углеводов в процессе их развития меняется. В картофеле и бобах количество крахмала при созревании увеличивается.

Наличие в растительных продуктах редуцирующих углеводов приводит к развитию реакций меланоидинообразования при хранении сухих продуктов. Поэтому количество влаги в высушенных фруктах и овощах с высоким содержанием редуцирующих сахаров должно быть минимальным.

При выборе сырья для сублимационной сушки следует принимать во внимание возможность изменения в нем содержания редуцирующих сахаров при созревании и хранении.

Например, учитывая, что в зрелом картофеле сахаров меньше и при хранении картофеля в условиях температур ниже 6°С содержание редуцируюших углеводов в нем увеличивается, на сублимационную сушку следует направлять зрелый картофель, который хранили при температуре не ниже 6°С. Изменение цвета сухого картофеля при хранении зависит от содержания в нем редуцирующих сахаров.В состав фруктов и овощей входят различные витамины – А (в виде каротина), B1, В2, Р1, РР и др. Растительная пища является основным источником витамина С.

Содержание витамина в плодах и овощах (в мг %) приведено ниже.

 Капуста белокочанная 25-70
 Картофель 6-18
 Лук репчатый 2-10
 Лук-порей 16-33
 Морковь 5-8
 Перец стручковый сладкий 100-300
 Земляника 33-80
 Крыжовник 15-60
 Лимоны 12-94
 Мандарины 22-42
 Смородина чёрная 100-400
 Яблоки 5-46

Содержание аскорбиновой кислоты в плодах, ягодах и овощах при их созревании и хранении изменяется. Поэтому сублимация фруктов и овощей осуществляется при условии использования зрелых плодов после непродолжительного хранения.

Витамин С легко разрушается под действием кислорода воздуха и нагревания. Интенсивность окисления витамина С зависит от величины рН. С понижением величины рН продукта стойкость витамина С к окислению возрастает.

Обработка плодов и овощей сернистым газом или растворами серной кислоты и ее солей способствует повышению стабильности витамина С при хранении сухих продуктов.

Уменьшение содержания витамина С при сублимационной сушке и хранении служит одним из основных критериев степени изменения качественных показателей продукта.

Содержание дубильных веществ, входящих в состав растительных материалов, составляет 0,07…0,3%. В присутствии кислорода воздуха дубильные вещества окисляются, что катализируется содержащимися в растительных клетках оксидазами. Окисление полифенолов сопровождается изменением их окраски. Предотвратить потемнение плодов и овощей, вызванное образованием в них продуктов окисления полифенолов, можно их нагреванием. Поэтому в технологический процесс консервирования многих растительных материалов вводят тепловую обработку. Обработка продуктов сернистым газом или раствором сернистой кислоты и её солей также предохраняет фрукты и овощи от потемнения.

В плодах и овощах содержится 0,5…3% клетчатки. Больше всего ее в корнеплодах. При созревании овощей количество клетчатки в них увеличивается и они становятся более, грубыми. Поэтому на сублимационную сушку следует направлять овощи оптимальной зрелости.

Пектиновые вещества — комплексные полисахариды — содержатся в плодах и овощах в пределах 0,1…2,0%. Обладая коллоидными свойствами и большой способностью к набуханию, они влияют на характер связи воды с материалом. Степень регидратации продуктов сублимационной сушки зависит от состояния пектиновых веществ.

Таким образом, качественные показатели плодов и овощей, высушенных методом сублимации, в значительной мере зависят от степени зрелости, условий хранения, сортности сырья.

Помимо того, при отборе сырья в случае сушки не измельчённых плодов и ягод следует принимать во внимание и их форму.

Специфика состава и свойств пищевых продуктов предопределяет особенности предварительной обработки поступающего на сублимационную сушку сырья, в ходе которой оно может подвергаться тем ИЛИ ИНЫМ механическим или термическим воздействиям.

Предварительная обработка перед сублимацией фруктов и овощей состоит из следующих операций: промывка, сортировка, удаление несъедобных частей, измельчение, обработка в растворах, тепловая обработка.

При проведении предварительной обработки сырья должно быть обращено особое внимание на соблюдение санитарно-гигиенических норм, так как в зависимости от этого находится микробиальная обсеменённость продукта.

www.prosushka.ru

Технология сублимационной сушки » Сушка пищевых продуктов

Сублимационная сушка продуктов позволяет отлично сохранять их пищевые качества. Этот способ консервирования появился не так давно. Его применение позволяет сохранить витамины и белки, а так же запах свежих продуктов. Характеризуется значительным снижением массы переработанной продукции. После упаковывания в герметичную упаковку срок хранения такие продукты могут храниться годами, не снижая своих вкусовых качеств и характеристик.

По технологии переработки продукции методом сублимационной сушки на первом этапе производят быструю заморозку. После этого продукты отправляют в вакуумную камеру. Давление в ней снижается до 2,7-8 Па. При таких условиях лёд быстро испаряется. Данный процесс эндотермический, т.е. проходит с поглощением тепла. Температура продукта будет снижаться. Для того чтобы удержать её в заданных пределах нужно осуществлять возгонку льда. Этот процесс заключается в подведении тепла от внешних источников в зону сушки.

Один из вариантов сушки при сублимации продуктов – излучения тепла от пластин. Они нагреваются горячей жидкостью. Размещают пластины в самой вакуумной камере рядом с замороженными продуктами. Через какое-то время лёд почти полностью испарится. При этом продукт станет похож на губку. Масса его сильно снизится. Чтобы удалить испарившуюся влагу, её конденсируют на специально предназначенных для этого пластинах. Их температура должна быть ниже -55°C. С пластин следует регулярно счищать образовывающийся на них лёд.

После сублимационной сушки продукты упаковывают в полиэтилен. Причём упаковка должна быть герметичной. Благодаря этому для хранения продуктов не требуется специальных условий и низких температур.

Самой ответственной и продолжительной по времени операцией при сушке теплоизлучением – возгонка льда. При подведении теплоты возгонки нужно учесть следующие обстоятельства. Начальная температура поверхности продукта составляет от -40 до -50°C. По мере высыхания продукта зона сушки (поверхность возгонки) смещается вглубь. При этом высушенная поверхность продукта вследствие плохой теплопроводности снижает эффективность подвода тепла к замороженным внутренним слоям. Из-за этого процесс сушки при использовании теплоизлучения занимает довольно длительное время (от 8 до 24 часов). Можно увеличить температуру нагревательных пластин и сократить время сушки. Но в этом случае есть риск перегрева высушенных наружных слоёв.

Можно пойти другим путём и применить другой способ нагрева продукта. Он заключается в использовании сверхвысокочастотного излучения. Это позволяет распределить тепло равномерно по всему объёму продукта. Благодаря этому время сушки сокращается как минимум в 10 раз, а значит, снижается себестоимость самого процесса (примерно в 2-5 раз). Уменьшение времени сушки позволяет повысить качество получаемой продукции. Но и это ещё не все плюсы. Сократив время сушки в 10 раз можно перейти от камерных установок к конвейерным. Это даёт возможность снизить расходы на организацию производства по сублимационной сушки продукции с применением технологии СВЧ на 30% по сравнению с использованием теплового нагрева.

На первом этапе по технологии сублимационной сушки с использованием СВЧ нагрева мощность излучения нужно увеличить. Однако нужно следить за тем, чтобы не произошел пробой с образованием электрического дугового СВЧ разряда. Размораживание продукта так же не допустимо. Образование дугового разряда приводит к снижению мощности излучения и подгоранию верхних слоёв продукта. Следует учитывать, что напряжения пробоя электрического поля при атмосферном давлении составляет 30000 В/см, а при давлении в камере 13,3-40 Па всего100 В/см в импульсе. Для рабочего давления в камере равном 8 Па напряжение пробоя будет больше 170 В/см для частоты излучения в 915 МГц. При 2450 МГц пробой превысит 400 В/см.

Так как поверхностные слои высушиваются раньше внутренних, то их температура сильно возрастает вплоть до положительных величин и может составлять десятки градусов. Для каждого продукта существует своя строго определённая максимальная температура сушки, которую нельзя превышать. Например, технология сублимационной сушки говядины не допускает превышение порога температуры в +50°C. Для свинины тот предел составляет +40°C. Вывод: для предотвращения перегрева поверхностных слоёв продукции на окончательном этапе сушки следует снизить мощность СВЧ излучения.

В заключение несколько слов о том, как избежать пробоя. Прежде всего, конструкция сушильной камеры должна обеспечивать максимальное значение электрического поля в продукте, а не в окружающем его вакууме. Самая простая конструкция сублимационной сушилки предполагает размещение продуктов между широкими прямоугольными стенками волновода.

Нашли ошибку? Выделите её и нажмите Ctrl+Enter. Будем благодарны за помощь.

www.prosushka.ru

Сублимационная сушка продукции » Сушка пищевых продуктов

Благодаря тому, что лёд может испаряться, минуя жидкую фазу, стало возможным применять сублимационную сушку продукции. Для проведения такого процесса как возгонка льда необходимо создать определённые условия. Чем же консервирование продуктов с помощью сублимационной сушки лучше, чем другие способы переработки? Во-первых, после обработки для хранения не требуется отрицательной температуры. Вполне достаточно комнатной. Во-вторых, Значительная часть влаги испаряется, а, следовательно, снижается масса продукта, что упрощает его транспортировку. В-третьих, сильно увеличивается срок хранения, а значит, продукт легче реализовывать. И наконец, в-четвертых, пищевые качества продукта практически не снижаются.

Что нужно для осуществления сублимационной сушки продукции? Необходимо соблюдение двух условий:1. Большая часть влаги (свободная влага) должна содержаться в продукте в виде льда и доля её в общем объёме влаги должна быть не менее 70%.2. Должна поддерживаться необходимая для нормального протекания процесса возгонки льда разность парциальных давлений между парами воды над поверхностью продукта и парами в сушильной камере.

Как показано на рисунке главным условием сублимационной сушки является уровень давления ниже значения в тройной точке. Такое условие обеспечивает переход льда в пар без участия жидкой фазы. Далее пар конденсируют на специальных испарителях.

При сушке продукт нагревается, а затем отдаёт тепло, когда испаряется лёд. Значит, для компенсации этой потери и поддержания необходимой температуры нужно постоянно подводить тепловую энергию. Постепенно граница парообразования смещается от поверхности продукта вглубь. Это осложняет эффективный подвод тепла. Высохшие слои продукта за счёт низкой теплопроводности затрудняют как подведение тепла к зоне сушки, так и удаление влаги из продукта.

Современные технологии сублимационной сушки позволяют перерабатывать различные категории продуктов. Остановимся на них подробнее.

Мясо и мясопродукты, к которым относятся говядина, свинина, баранина, мясо птицы. Они подвергаются обработке как в сыром виде, так и варёном, а также любом другом.

Из молочной продукции сублимационной сушке подвергают творог, молоко (в том числе сушат кобылье молоко) и многие другие продукты.

Яичный белок, желток и прочие яйцепродукты.

 

Практически все виды овощей: картофель, свекла, морковь, капуста, горох, петрушка, грибы, лук, кабачки. Всё это может быть как в сыром виде, так и в варёном.

Немалую долю продуктов для сублимационной сушки составляют фрукты и ягоды: клубника, яблоки, малина, абрикосы, сливы, персики, бананы, а также различные пюре и соки. Сюда же можно отнести и растворимые кофе и чай, пряности.

Кратко технология сублимационной обработки продуктов выглядит так:1. Предварительная обработка продукта.2. Заморозка.3. Сублимационная сушка.4. Упаковка готового продукта.

На пищевые качества получаемого после сушки продукта оказывают влияние такие факторы как биохимическое, структурно-механическое и физико-химическое состояние исходного сырья. Также не малую роль играет и процесс упаковки готовой продукции.

Технология сушки и хранения во многом зависят от конечного состава продукта, т.е. от тех веществ, которые в него входят. Например на окончательном периоде сушки, когда влагосодержание весьма мало, продукты с животным белком нельзя перегревать дабы не вызвать денатурацию белка. Хранение должно предусматривать надёжную изоляцию высушенного продукта от воздуха. Иначе могут окислиться жиры и витамины. Также необходимо учитывать долю редуцирующих веществ. Исходя из этого, определяется степень сушки, т.е. необходимое количество удаляемой влаги для того чтобы не допустить сахароаминных реакций в готовом продукте. Подготовка сырья перед сублимационной сушкой должна обеспечивать определённый бактериальный порог продуктов.

Какие меры нужно предпринимать в процессе выбора сырья и его предварительной подготовки для получения сухого продукта необходимого качества?

1. Несомненно, что нужен продукт с отличными пищевыми качествами и органолептическими показателями.2. Необходимо оценить какое количество исходных веществ, таких как белки, витамины, липиды и прочее, будет сохранено в процессе заморозки и сушки, а также останется при хранении.3. Для сублимационной сушки нужно выбирать продукты, размер и форма которых лучше всего соответствуют технологическому процессу.4. Липиды продукта должны как можно меньше окисляться.5. На продукте перед заморозкой и сушкой должно находиться минимальное количество бактерий.

Чаще всего предварительная обработка продуктов заключается в тепловой обработке и последующем измельчении (например, нарезке).

От того с какой скоростью будет проведена заморозка сырья зависит качество готового продукта. Чем выше скорость замораживания, тем лучше сохранится биологическая ценность продукта.

Заморозка может проводиться как в специальных камерах, так и сразу в сублиматоре. Последняя выполняется за счёт создания вакуума и частичного испарения свободной влаги из продукта. Конечно такой метод проще, чем предварительная заморозка, но подходит не всем продуктам. Дело в том, что при заморозке в вакууме сильно страдают первоначальные физико-химические и структурные свойства. Поэтому такие продукты как сырое мясо и рыба, часть фруктов и ягод, соков и пюре таким способом не замораживают.

Такие продукты как молоко, чай, соки замораживают в пастообразном состоянии. При этом их измельчают в замороженном виде. Для этого часто применяют такой эффективный метод как распыление. Замороженный продукт образует гранулы, которые потом распределяются тонким слоем и высушиваются.

Следует учесть некоторые особенности технологического процесса сублимационной сушки. Например, при предварительной заморозке продуктов в специальных камерах нельзя допускать оттаивания перед помещением в сушильную камеру.

Обычно из продукта при сублимационной сушке удаляется от 75 до 90% влаги. Досушивание продукта происходит при положительных температурах. На обоих этапах значения допустимых температур регламентируются технологическим процессом, основанным на свойствах продукта и времени сушки. Для каждого вида продукции необходима своя температура сублимации. В основном от -10 до -30ºС. Для овощей температура сублимации составляет -10ºС. Для соков ягод и фруктов нужна более низкая температура: -20…-30ºC, так как в них содержится много сахара. Для продуктов животного происхождения необходимо -15…-20ºС в зоне сублимации. Не выше. На стадии сублимации удаляется около 40...50% влаги и тратится 50…60% времени от всего технологического процесса сушки.

Далее следует этап сушки продукта относительно высокой температурой. При этом удаляется остаточная (связанная влага). Чтобы сохранить высокое качество продукта эта температура должна строго соответствовать технологическому процессу. Также важно время воздействия на продукт. Как и на этапе сублимации должна соблюдаться своя температура сушки для каждого вида продукции. Сочетание продолжительности сушки и температуры зависит от технологического процесса и может варьироваться в определённых пределах. Это делается для обеспечения минимального времени сушки при приемлемых показателях качества продукции. Разброс температур на этапе досушивания лежит в пределах от +40 до +80ºC. Продолжительность периода удаления остаточной влаги примерно 30…40% от общего времени. Удаляется от 20 до 30% влаги от её начального количества.

Достоинством сублимационной сушки является то, что продукты после такой обработки не сильно отличаются по органолептическим и физико-химическим показателям. Перевариваемость и усвояемость так же сохраняется на необходимом уровне. Содержание полиненасыщенных жирных кислот и аминокислот, витаминов и минеральных веществ остаётся на довольно высоком уровне. Вкус и аромат продуктов сохраняется отлично. Из-за того что после сублимационной сушки продукты приобретают пористую структуру, они обладают хорошей абсорбцией. В начале хранения продукты интенсивно поглощают кислород. В результате происходит окисление, и пищевые показатели продукции снижаются.

Кроме кислорода продукты адсорбируют влагу. Это также снижает их качество. Для снижения адсорбции продукты перед упаковыванием спрессовывают. При этом должен быть исключён доступ кислорода. Такая подготовка продукции перед упаковыванием повышает эффективность транспортировки за счёт уменьшения объёма.

Не допускается хранение продуктов без герметичной упаковки. Её нужно провести сразу после досушивания. Назначение упаковки заключается в предотвращении доступа кислорода к продукту, защите от воздействия солнечных лучей и механических повреждений, препятствию адсорбции влаги и посторонних запахов. В основном применяется упаковка из полимерных материалов. Часто в качестве основы используют алюминиевую фольгу и на неё накладывают полимерную плёнку. Её достоинства заключаются в хороших эксплуатационных показателях, малом весе и прочности, небольшая стоимость и отличный внешний вид. Как уже говорилось, упаковка продукции должна проводиться сразу после сушки при отсутствии доступа кислорода и влаги.

Попавший в упаковку кислород удаляют физическими, химическими и биологическими методами. Один из физических методов заключается в следующем. Проводят однократное вакуумирование упаковки и вводят в неё азот. Из химических методов применяют удаление кислорода при взаимодействии его с водородом под действием катализатора (палладий). Другим вариантом является упаковка продукции в специальных герметичных камерах, заполненных инертным газом.

Сублимационная сушка продукции, конечно же, оказывает определённое воздействие. Вследствие этого свойства и качество продукта немного изменяются. Однако другие методы консервирования приводят к большим изменениям свойств исходного сырья.

www.prosushka.ru

Сублимационная сушка в домашних условиях

Метод сублимационной сушки в холодильнике хорош для консервации всевозможных продуктов. Продукты условно можно разделить на две группы. Сезонная – грибы, зелень, фрукты и овощи, вторая – состоит из продуктов, которые регулярно поставляются в супермаркеты и их довольно просто приобретать в любое время без ценовых накладок – мясо, молоко, рыба.

То есть, внимание скорее сосредочится на продуктах сезонной группы. Бесспорно, свежий продукт лучше сухого, но сублимационно высушенные продукты могут понадобиться вам во время отпуска или при отсутствии холодильника для хранения продуктов. Потребность семьи из трех человек в количестве таких продуктов — около тридцати килограммов в год. Расчет производится от массы сырых продуктов. Обеспечить семейство нужным запасом продуктов на зимний сезон можно посредством бытового холодильника. Сезонные продукты сушат в больших количествах и достаточно быстро. Расходы на сублимированное консервирование увеличатся, но польза продуктов оправдывает эти затраты.

Кроме сублимирования ни один метод консервации не сохраняет начальные продуктовые свойства. Также вы сможете отказаться от обычной консервации и предотвратить вероятность отравления ботулизмом. Ведь известно, что микроорганизмы не размножаются в сухих продуктах.

Сублимационная сушка продуктов в холодильнике осуществляется таким образом. Продукты хорошенько моют и очищают от косточек, пленок и других несъедобных частей. Обязательно удаляют части, которые не подлежат сушке. Измельчают ножом, мясорубкой, овощерезкой и укладывают на противень.

В однокамерных холодильниках могут существовать сублимационные камеры для сушки. Если камера есть, то противень с продуктами размещается прямо туда. В случае нахождения сублимационного отделения в морозильной камере, лучше располагать замороженные пластины продуктов в вертикальном положении. В таком случае продукты замораживают на противне, а после снимают и устанавливают в сушилке. Сублимационная сушка продукта в холодильнике продолжается от нескольких дней, до нескольких недель в зависимости от устройства и вида продукта.

Когда из продукта исчезла вся влага продукт необходимо досушить в теплом месте – так продукт становится пригодным к долгому хранению. После досушивания в теплом месте в течение нескольких часов, продукт подвергают герметизации. Упаковывать продукт нужно как можно быстрее: высокая пористость на воздухе приводит к быстрому увлажнению и порче продуктов.

Высушенные продукты можно упаковать в стеклянные банки с завинчивающимися крышками, или закатать консервационным ключом. При надобности часть продукта достают, а затем снова плотно упаковывают тару. Сублимированные продукты отлично сохраняют цвет, но могут потерять его при хранении в неправильных условиях. Потеря цвета говорит и о потере питательной ценности. Продукты после сушки нужно хранить в темном месте при комнатной температуре. Так в домашних условиях можно производить сушку продуктов с помощью холодильника.

Цитата:

Сообщение от

proff_

а как хранить сублимированные продукты собираетесь? Их же вроде бы в герметичной упаковке и всё в том же вакууме хранить нужно. Иначе мигом обратно воды натягают. Вы уже озаботились поиском агрегата, который их будет порционно упаковывать?

— Сублимированные продукты не подвергаются термической обработке, а это значит, что они сохраняют практически всю питательность свежего, все его витамины, а также микроэлементы. Он даже сохраняет оригинальный вкус и внешний вид(если, конечно, он был сублимирован в оригинальном виде — зачастую продукты сначала превращают в порошок для экономии места. Но даже мясо, перетертое порошком — всё равно мясо). Сублимированный свекольный сок, к примеру, наоборот, намного вкуснее свежего.

— При сублимации не нужны какие бы то ни было искусственные ароматизаторы, консерванты, стабилизаторы и прочая гадость, которая есть внутри большинства другой пищи. Сублиматы держат вкусовые качества и без них. Поэтому сублиматы часто используются как основа для детского питания. Зачастую именно сублимированные ягоды и фрукты используются в конфетах, тортах, йогуртах и кашах.— Купить сублимированные продукты вакуумной сушки — значит получить продукт как минимум высокого качества. Считается, что несвежие продукты обработки не выдерживают. Автор данной статьи считает, что процесс производства обходится слишком дорого, чтобы имело смысл экономить, сублимируя несвежее; но это только личное мнение, которое может не иметь отношения к действительности. В любом случае мы имеем то, что имеем — сублиматы делают только из свежих продуктов.— Длительный Срок годн. при практически любых условиях — от года до пяти лет, смотря от типа продукта, при любой влажности и температуре от плюс пятидесяти до минус пятидесяти по Цельсию.— Очень малый вес и объем. Сублимированный продукт весит в пять-десять раз меньше, чем свежий, за счет выпаренной влаги. Точный коэффициент восстановления зависит от формы продукта — можно сублимировать мясо, порезанное на куски, и оно будет весить в пять раз меньше свежего. А можно — мясо, растертое в порошок, тогда оно будет весить десятком раз меньше и храниться дольше, потому что влаги там меньше. Как бы то ни было, купить сублимированные продукты можно тогда, когда требуется нести много или быть налегке — поход, побег, и т.д.— Сублимировать можно практически любой продукт. Сублимации подвергают ягоды, фрукты, овощи, орехи, творог, сметану, сливочное масло, мясо, рыбу, каши и супы, приправы… Список можно продолжать до бесконечности. Если что-то можно сохранить или сделать так, чтобы это занимало меньше места при той же полезности — такие сублимиматы купить стоит.— Выпускается таблетками, способных полноценно заменить завтраки, обеды и ужины. Будущее, о котором писали фантасты — уже наступило!— Очень простой способ приготовления — «просто добавь воды». Если, конечно, сублимирован был готовый продукт — если сублимировалось сырое мясо, его надо будет сварить или пожарить после восстановления.— Недостаток только один — высокая цена. Как уже упоминалось, она обусловлена сложность изготовления, а также тем, что сублимат весит намного меньше — килограмм сублимированного мяса-порошка превратится в десять килограммов мяса. Если смотреть с этой точки зрения, его цена вполне уместна. Как то так. А агрегаты для вакуумной упаковки продуктов сейчас есть везде и повсеместно, и не только продуктов, кстати.

Цитата:

Сообщение от

Redyk

раньше считал, что сублимированные продукты можно получить только на заводах. домашняя установка для сублимирования зачётная штука.

Еда

Из всех видов переработки и консервирования сельскохозяйственных продуктов сушка наиболее древний способ, широко применяемый и в настоящее время. Сушеные продукты являются неотъемлемой, а порой даже основной частью рациона питания приверженцев outdoor отдыха или спорта.

Сушка плодов и овощей происходит за счет испарения содержащейся в них воды. Чтобы этот процесс протекал интенсивно, необходимо обеспечить постоянное поступление сухого воздуха, а в сушилках — подогретого, и удаление воздуха, уже насыщенного влагой.1) Мясо

Берем свинину, не жирную (на сколько это возможно) и варим ее до готовности в подсоленной и перченой воде (солить и перчить по вкусу, но обязательно, иначе получится “резина”, хотя она и так получится 🙂 )

Отваренное мясо режим на небольшие куски и перекручиваем на мясорубке. Делать это лучше на старой “совдеповской” мясорубке, а не на — электрической.В большинстве своем электрические мясорубки просто перемалывают продукт до однородной субстанции.Выложить, полученный продукт, тонким слоем на противень.Дальше начинается процесс сушения, см. ниже.

2) Овощи Буряк он же свекла, картофель Отварить в подсоленной воде до 60-80% готовности. Охладить в холодной воде. Очистить от кожуры и нарезать кубиками размером 5-8 x 5-8 x 5-8 мм.

Выложить, полученный продукт, тонким слоем на противень.Дальше начинается процесс сушения, см. ниже.

Морковь Очистить от кожуры. Отварить в подсоленной воде до 60-80 % готовности. Охладить в холодной воде. Нарезать кубиками размером 4-6 x 4-6 x 4-6 мм.

Выложить, полученный продукт, тонким слоем на противень.Дальше начинается процесс сушения, см. ниже.

Сладкий перец Удалить плодоножку и семенное гнездо, промыть, мякоть разрезать на кусочки размером 5-10 х 5-10 мм, бланшировать в кипящем 1%-ном растворе соли 1—2 мин, охладить. Из 10—12 кг свежего перца получается 1 кг сушеного.

Выложить, полученный продукт, тонким слоем на противень.Дальше начинается процесс сушения, см. ниже.

Капуста Белокочанную капусту нашинковать на полоски шириной 5 мм, отбланшировать в кипящей воде 1—2 мин (либо подержать 4—5 мин в воде температурой 60—65°С) и быстро охладить. Отряхнуть от воды. При сушке капусты без бланширования она быстро темнеет и становится невкусной. Из 14 кг свежей капусты получается 1 кг сушеной.

Выложить, полученный продукт, тонким слоем на противень.Дальше начинается процесс сушения, см. ниже.

Репчатый лук Для сушки лучше брать лук острых сортов. Очищенные и вымытые луковицы порезать кружочками толщиной 2— 4 мм, разобрать на кольца. Сушить при температуре 60—65°С.

Выложить, полученный продукт, тонким слоем на противень.Дальше начинается процесс сушения, см. ниже.

Чеснок Чеснок очистить от чешуек и вымыть. Половинки зубков чеснока уложить срезом вверх (чтобы меньше вытекал сок) на противень, застеленный тканью. Высушенный продукт можно перемолоть в порошок. Из 4—4,5 кг свежего чеснока получается 1 кг сушеного.

Дальше начинается процесс сушения, см. ниже.Грибы (шампиньоны, белый гриб)Отварить в подсоленной воде до 60-80% готовности. Охладить в холодной воде.Нарезать ломтиками. Уложить на противень, застеленный тканью.Дальше начинается процесс сушения, см. ниже.

Как сушить:

Солнечно-воздушная сушкаДля солнечно-воздушной сушки выбрать открытую, сухую площадку, вдали от проезжих дорог стоянок домашних животных, мусороприемников и т. д. Площадка должна иметь небольшой уклон к югу и прогреваться солнцем как можно дольше.Рядом с площадкой установить навес, в случае непогоды, он защит от дождя.На ночь убирать сушение в сухое место. Старайтесь в первый день максимально все высушить, иначе возникнет вероятность того, что продукт прокиснут или испортятся. Периодически помешивать.

Газовая или электрическая духовка Здесь самое главное не допустить того чтобы продукты не пригорели. Для этого можно поставить в духовку несколько промежуточных противней между нагревательным элементом и противнем с продуктом. Держать духовку открытой. Выдвигать противень из духовки. Постоянно помешивать.

Электросушилки Преимущества по сравнению с другими способами сушения очевидны. Поэтому приведу пару ссылок на данные устройства и их описания.

/> /> /> /> /> “глупости” тщательно просматриваем, удаляем недосушенные кусочки, охлаждаем, и удаляем возможные засорения. Продукты складываем в мешочки из ткани, и храним в сухом помещении.Если Вы, как и я не собираетесь использовать сушения в повседневном быту, скорость приготовления пищи для Вас играет важную роль, тогда нарезайте продукты как можно мельче. Это ускорит процесс приготовления.Перед сушением продумайте порции, потому что по сушеному продукту тяжело определить, сколько чего надо на порцию.

Автор статьи: Миронец В.В.

Источник статьи: Проект ALP

Без мяса в походе могут обходиться только принципиальные вегетарианцы и герои рекламных роликов – с наслаждением жующие лапшу из «бомжпакета» и прочие «вкусняшки». Конечно, кого-то порадует и она, особенно если с продуктами не рассчитали. Но если готовиться обстоятельно и «по уму», то все-таки нужно прихватить более полезную и калорийную пищу.

Конечно, если поход короткий или предполагает радиальные выходы, то не стоит мудрить – тушенка в жестяных банках вполне сойдет за походное мясо, главное здесь брать проверенных производителей.

А вот если поход длительный, горный или это восхождение, то тут каждый грамм веса в рюкзаке играет роль и имеет смысл брать с собой легкое сублимированное мясо. И я подразумеваю под этим не «пищу космонавтов», побочный продукт химической промышленности, продающийся в специализированных магазинах, а сушёное мясо для похода, произведенное в домашних условиях.

За свою походную жизнь я пробовал и готовил несколько видов сублимированного мяса. О приготовлении варено-сушеного мяса вы можете прочитать здесь. В этой статье я хочу поделиться с вами одним интересным рецептом, который я узнал недавно.

Его преимущества – это вкус готового походного мяса, который, если готовить по рецепту, приведенному ниже, получается ярким и насыщенным.

Взять мясо в поход можно любое: говядину, свинину, баранину, курицу. Главное найти хороший бескостный кусок или сделать его таковым.

На этот раз я взял охлажденный бараний окорок, просто потому, что я люблю баранину больше, да и вообще это более калорийный, на мой взгляд, вид мяса. В данном случае, это нам и нужно, ведь мы не на диете сидим, а наоборот, нуждаемся в повышенной энергетической ценности сушёного мяса для похода.

Времени на приготовление вам понадобится достаточно много – сушка мяса для похода это занятие медитативное, только «горячая стадия» занимает от 5 до 8 часов и целые сутки надо его досушивать. Так что сублимированное мясо в домашних условиях надо делать заранее, за несколько дней до того, как вы отправляетесь в путь.

Ингредиенты:Мясо — 2 кгУксус яблочный – 0,5 лСпеции для мяса – 2 пакетикаСоль – 2 столовые ложки

На всякий случай добавлю, что специи можно подобрать в магазине согласно виду мяса, а можно использовать те, которые есть под рукой, просто посыпав ими мегазаготовку «мясо в поход» на глаз. Имейте в виду, что в готовых магазинных смесях специй типа «Для говядины» содержится соль, так что, если вы будете использовать «самонабранные» пряности, то нужно будет посолить сублимированное мясо чуть больше.

Итак, как сушить мясо для похода?

Полезные статьи:

  • Как сушить сухари для похода
  • Питание в походе
  • Легкая походная коптильня из противня: туристский лайфхак
  • Огурцы малосольные в пакете: походный деликатес «на коленке»

Шаг 1. Мясо очистить от костей и пленок и нарезать на бруски примерно 0,5*5 см.

Шаг 2. Куски мяса сложить в глубокую миску, посолить, посыпать специями и залить уксусом. Мариновать в этой смеси 3 часа.

Шаг 3. Выложить на противень и поставить в хорошо прогретую духовку. Сушить 2 часа при температуре 200 градусов и 6 часов при температуре 70 градусов и приоткрытой духовке. Если вы готовите курицу, то время сушки сублимированного мяса сокращается до 1 и 4-х часов соответственно. Как видно на фотографии, сушка мяса для похода у меня происходила одновременно и на противне и на решетке.

Шаг 4. Досушивать походное мясо нужно на листе белой бумаги при комнатной температуре не менее, чем 24 часа.

Из 2-х кг мяса получилось 300 гр. сублимированного в домашних условиях мяса. Оно прекрасно помещается в 1,5-литровый пакет из-под молока или сока, где его удобно перевозить, заклеив верх пакета скотчем.

Одной щепоти сублимированного мяса на 1,5 литровый котелок достаточно, чтобы сделать суп из пакетика более нажористым и вкусным. По своему опыту скажу, что оно легко переносит 30 градусную жару, не портится и не теряет своих качеств. Запас подобного походного мяса был с нами во время восхождения на Монгун-Тайгу и недельное пребывание на перепаде температур от +35 днем до +5 вечером на нем не сказалось.

Дмитрий Рюмкин специально для Заброска.рф

pohudenie-tut.ru

Сублимационная сушка продуктов в холодильнике » Сушка пищевых продуктов

Еще в древние времена северные племена эвенков вымораживали на солнце рыбу, а также сушили белье и льняные полотна на морозе, считая, что они таким образом отбеливаются. Если осуществить заморозку пищевого продукта, а потом удалить влагу с помощью сублимации, то есть без оттаивания продукта, то такой высушенный продукт будет храниться достаточно долго. Точнее говоря, ровно столько, сколько хранятся продукты, высушенные обычным образом при комнатной температуре. После «консервирования» в холодильнике продукт сохраняет размер, форму, цвет, аромат, а главное в нем остаются все ценные вещества.

Метод сублимационной сушки в холодильнике хорош для консервации всевозможных продуктов. Продукты условно можно разделить на две группы. Сезонная – грибы, зелень, фрукты и овощи, вторая – состоит из продуктов, которые регулярно поставляются в супермаркеты и их довольно просто приобретать в любое время без ценовых накладок – мясо, молоко, рыба.

То есть, внимание скорее сосредочится на продуктах сезонной группы. Бесспорно, свежий продукт лучше сухого, но сублимационно высушенные продукты могут понадобиться вам во время отпуска или при отсутствии холодильника для хранения продуктов. Потребность семьи из трех человек в количестве таких продуктов - около тридцати килограммов в год. Расчет производится от массы сырых продуктов. Обеспечить семейство нужным запасом продуктов на зимний сезон можно посредством бытового холодильника. Сезонные продукты сушат в больших количествах и достаточно быстро. Расходы на сублимированное консервирование увеличатся, но польза продуктов оправдывает эти затраты. Кроме сублимирования ни один метод консервации не сохраняет начальные продуктовые свойства. Также вы сможете отказаться от обычной консервации и предотвратить вероятность отравления ботулизмом. Ведь известно, что микроорганизмы не размножаются в сухих продуктах.

Сублимационная сушка продуктов в холодильнике осуществляется таким образом. Продукты хорошенько моют и очищают от косточек, пленок и других несъедобных частей. Обязательно удаляют части, которые не подлежат сушке. Измельчают ножом, мясорубкой, овощерезкой и укладывают на противень.

В однокамерных холодильниках могут существовать сублимационные камеры для сушки. Если камера есть, то противень с продуктами размещается прямо туда. В случае нахождения сублимационного отделения в морозильной камере, лучше располагать замороженные пластины продуктов в вертикальном положении. В таком случае продукты замораживают на противне, а после снимают и устанавливают в сушилке. Сублимационная сушка продукта в холодильнике продолжается от нескольких дней, до нескольких недель в зависимости от устройства и вида продукта.

Когда из продукта исчезла вся влага продукт необходимо досушить в теплом месте – так продукт становится пригодным к долгому хранению. После досушивания в теплом месте в течение нескольких часов, продукт подвергают герметизации. Упаковывать продукт нужно как можно быстрее: высокая пористость на воздухе приводит к быстрому увлажнению и порче продуктов.

Высушенные продукты можно упаковать в стеклянные банки с завинчивающимися крышками, или закатать консервационным ключом. При надобности часть продукта достают, а затем снова плотно упаковывают тару. Сублимированные продукты отлично сохраняют цвет, но могут потерять его при хранении в неправильных условиях. Потеря цвета говорит и о потере питательной ценности. Продукты после сушки нужно хранить в темном месте при комнатной температуре. Так в домашних условиях можно производить сушку продуктов с помощью холодильника.

Нашли ошибку? Выделите её и нажмите Ctrl+Enter. Будем благодарны за помощь.

www.prosushka.ru

Что такое сублиматы, или Сублимация продуктов – это..?

Сублиматы — как много в этом слове! Тут тебе и нечто пугающее, чуждое русскому слуху, и что-то манящее, доселе неслыханное. На самом же деле все до ужаса просто: сублиматы (или же сублимированные продукты) — это еда. Чтобы понять, к какой «категории» съестного можно отнести сублимированную пищу, проведем небольшой ликбез.По сути, все продукты «походного» питания можно разделить на 5 групп:1) Стерилизованные консервы (тушенка, сгущенка, варенье и тп.)2) Сухие бакалейные товары (крупы, мука и тп.)3) Специализированные концентраты (фудбары, рационы выживания, еда в таблетках и тп.)4) Припасы глубокой заморозки5) и, наконец, Сублимированные продукты (сублиматы вакуумной сушки и т.п.)

Все это конечно хорошо, но не каждый может хранить дома «тревожный рюкзак», набитый крупами, консервами и сушеностями. Здесь перед нами встает такая практичная сторона вопроса, как срок годности. Что из вышеперечисленных пяти групп закупить, чтобы забыть про ротацию хотя бы на несколько лет и не мучаться с заменой на новое ? Также следует учитывать такой немаловажный фактор, как вес. Ящик той же тушенки унести конечно можно, но… только недалеко и недолго.Все знают, что для походов, охоты и выживания нужен особый тип еды: что-то легкое, компактное и (в идеале) с длительным сроком годности, а также устойчивое к внешним воздействиям, как-то: погода и климат (температура и осадки), тряска, удары, падения, ветро-влаго-грязестойкость…. С одной стороны — можно польститься уже готовыми сух.пайками, с другой — поискать что-то еще.  Сублиматы — это как раз оно самое,  именно тот случай, который отвечает всем указанным условиям.

Что такое сублимированные продукты (сублиматы)?Изначально продукты быстрого приготовления предназначались для бедного покупателя. Как правило, технология изготовления таких продуктов основана на достаточно дешевом термическом высушивании: продукт нагревают до 100-120 градусов и влага из него испаряется. При этом разрушается структура клетки, меняется консистенция продукта, его вкус и аромат, а витаминов остаётся всего 20-30%. Такие продукты обильно насыщаются всяческой «химией». На упаковках можно найти: «со вкусом говядины», «со вкусом курицы» и т.п., но не «с курицей», «с говядиной». Обязательно добавляются различные ароматизаторы, консерванты, связующие вещества.Сублимация — совершенно иной метод, и, соответственно, сублимированные продукты — совсем иные.

Что такое сублимация продуктов (или же «сублимация — это…»)?Сублимация (от лат. sublimo — возношу) означает процесс перехода вещества из твердого в газообразное состояние, минуя стадию жидкости. При производстве сублимированных продуктов питания испарение влаги из быстрозамороженного продукта минует жидкую фазу. Технология сублимации включает в себя два основных этапа: замораживание и сушку.  Во время вакуумно-сублимационной сушки из продукта удаляется влага путем испарения льда.

Сублиматы — это двоякий продукт.С первого взгляда может показать, что сублиматы — это исключительно сублимированные продукты, однако, это будет ошибочным мнением. При производстве сублимированной еды применяются уникальные и инновационые методы обработки: продукты могут быть как сублимированными, так и дегидрированными.Самое главное здесь — правильно определить тип еды. Некоторые продукты лучше поддаются дегидрации (обезвоживанию), нежели сублимации, другие — наоборот, лучше переносят процесс лиофилизации. Одни ингридиенты, такие как фрукты и овощи лучше сохраняют вкус, перенеся процесс сублимации. Другие ингридиенты, например лапша или рис намного вкуснее дегидрированными. Несмотря на подобные различия, оба процесса обеспечивают чрезвычайно длительный срок хранения и сохранение всех полезных веществ.Благодаря обширной системе научных исследований и испытаний при производстве сублиматов используется либо процесс сублимации, либо дегидрирования для каждого типа продукта в отдельности, учитывая его уникальные свойства и особенности. Подобный гибридный способ обработки позволяет обеспечить наилучший вкус, консистенцию и питательную ценность продукта. Особенно хорошо подобный производственный процесс подходит для блюд «ассорти» — например сублиматов из мяса с овощами или чего-то подобного.Чем же так хороши сублиматы ? Чем они лучше обычной, привычной нам пищи ? Ответов здесь сразу несколько:

Плюс первый — полезность.Важно то, что при сублимации продукт НЕ подвергается тепловой обработке. Чем большую по температуре и продолжительности тепловую обработку проходит продукт, тем больше он теряет полезных веществ. Поэтому, в общем случае, сублимированный продукт имеет большую пищевую ценность, чем законсервированный другим способом, например тепловой или микроволновой сушкой.

Основная идея сублимации состоит в наиболее щадящем режиме консервации. Согласно лабораторным исследованиям отсутствие тепловой обработки исходных продуктов сохраняет более 95% питательных веществ, витаминов, ферментов и других биологически активных составляющих.Сублимация удаляет из пищу влагу, а не вкус с ароматом или текстуру. В отличии от продуктов, высушенных с помощью тепловой обработки (которые сжимаются и высыхают), сублимированные продукты после приготовления практически полностью восстанавливают изначальный вид и фактуру. Достаточно лишь добавить воды — и через несколько минут регидрации сублимат вернется к изначальному состоянию. Со вкусом и ароматом — идентичная ситуация: они полностью сохраняются, что делает сублимированную продукцию до ужаса аппетитной.

Плюс второй — малый вес и объем.Одним из важных свойств сублимации является уменьшение веса продукта за счет удаления из него воды. Здесь стоит лишь вспомнить, на сколько процентов человек состоит из воды, чтобы все стало понятно. Сублимированные продукты могут быть как небольшими кусочками, так и в виде порошка. Это позволяет уменьшить занимаемый ими объем и вес практически на 90% по сравнению с оригинальным продуктом. Вес сублиматов легко может быть в 5-10 раз меньше исходного веса продукта — все зависит от типа продукта. Что-то идеально проходит процесс сублимации, что-то — немного похуже. В основном, это зависит от текстуры продукта и его категории: мясное, овощное, жидкое, десерты и т.д.

Для примера: если взять килограмм мяса, то оно превращается оно в 200-400 грамм сублиматов, а вот кило овощей превращается уже в 150-300 грамм сублиматов. Из 10 кило клубники получается 1 килограмм сублиматов — вес уменьшается в 10 раз ! Одним словом, у каждого типа продукта процесс сугубо индивидуальный — некоторую еду можно действительно уменьшить аж до 90% от оригинального объема и веса.

Плюс третий — разнообразие выбора.Омлет ? Лазанья ? Гамбургер ? Цыпленок табака ? Сладкая кукурузка ? Благодаря современным технологиям, количество видов вкусов сублимированных продуктов поражает воображение. Тут и первые блюда (супы), и вторые блюда (с гарниром), и мясные продукты, и рыба, и овощи, и крупы, и даже мороженное ! Всего насчитывается свыше 500+ различных наименований.

Плюс четвертый — долгий срок хранения.В среднем, срок хранения сублимированных продуктов колеблется от 7-10 до 25 лет, что для выживальщика подходит как нельзя более кстати.

При всем этом, свежесть продукта остается нетронутой и абсолютно неважно, сколько лет упаковка сублиматов валялся у вас в рюкзаке.___________________________________________________В сдедующей статье мы рассказываем о различных видах и типах сублиматов: Какие виды и типы сублиматов существуют ?

Напомним, что купить сублиматы (сублимированные продукты питания) можно в нашем магазине:  походая еда , либо у одного из наших поставщиков: Сублимированная еда Wise Food (Вайз Фуд) или Сублимированная еда Mountain House (Маунтин Хаус).

www.surv24.ru

Сублимационная сушка

Биотехнологии Сублимационная сушка

просмотров - 1133

Сублимационная сушка наиболее пригодна для живых микpооpганизмов, некоторых видов ферментов и других термолабильных продуктов. В этом случае меньше всœего инактивируются ферменты, хорошо сохраняется жизнеспособность клеток. Сублимация - это переход твердого вещества при нагревании в газообразное состояние, минуя стадию жидкости. Сублимационная сушка продуктов микробиологического синтеза представляет собой частный случай вакуумной дистилляции льда методом испарения из замороженного продукта. Проведение сублимационной сушки под вакуумом (остаточное давление 0,1-10 кПа) дает возможность значительно повысить температуру процесса и тем самым сохранить клеточные структуры в жизнеспособном состоянии. Сублимационная сушка - это сложный технологический процесс, который состоит из нескольких последовательных этапов: подготовки материала, замораживания, сушки сублимацией, упаковки высушенного продукта. На каждом из этих этапов микроорганизмы могут потерять жизнеспособность, в связи с этим конечный результат зависит от строгого соблюдения технологии на всœех этапах.

Подготовка биомассы. Сублимационной сушке подвергают концентрат суспензии микроорганизмов, полученный из культуральной жидкости одним из механических способов обезвоживания (фильтрованием, центрифугированием и т. п.). В концентрированную суспензию микроорганизмов добавляют в опреде­ленном количестве так называемую защитную среду, которая предохраняет клетки от гибели при замораживании и последующем высушивании. В качестве защитных сред используют коллоидные и гидрофильные вещества (белки, аминокислоты, углеводы и др.), которые замедляют внутриклеточное образование льда, уменьшают концентрирование электролитов и защищают клетки от глубокого необратимого обезвоживания. Подготовленная таким образом клеточная суспензия поступает на замораживание.

Замораживание

Замораживание - наиболее ответственный этап в технологии сублимационной сушки продуктов микробиологического синтеза. Замораживание биомассы приводит к физическим, биофи­зическим и биохимическим изменениям в клетке. В результате кристаллообразования при замораживании происходит по­вреждение и разрушение клеточных мембран и других структур клетки. Эти повреждения бывают вызваны тремя основными причинами: 1) механическим воздействием на клетки кристаллов льда; 2) повышением концентрации электролитов, что вызывает денатурацию мембран; 3) снижением разности концентрации веществ внутри и снаружи клетки. Чтобы избежать денатурации белка в процессе заморажи­вания, следует подбирать оптимальные условия кристаллизации воды. Большое значение имеет скорость замораживания. При медленном замораживании образуются крупные кристаллы льда, имеющие меньшую поверхность испарения, чем мелкие кристаллы, образующиеся при быстром замораживании. Для получения однородной массы кристаллов замораживание проводят быстро, поддерживая температуру воздуха в камере в интервале от 20 до 30°С и обеспечивая его интенсивную циркуляцию. Существует несколько способов замораживания биомассы: контактное замораживание на охлаждаемых полках, конвективное замораживание охлажденным газом, комбинированное замораживание (контакт и вентиляция), кондуктивное замораживание - погружение в охлажденную ванну. Выбор способа замораживания определяется свойствами микроорганизмов, под­вергаемых сублимационной сушке. Сушка. Процесс сублимационной сушки проводят периоди­ческим способом в сублимационных аппаратах - сублимационных камерах, или сублиматорах.

Сублимационные камеры представляют собой герметичные металлические горизонтальные аппараты чаше всœего в форме цилиндра. Сублиматор соединœен трубопроводом с конденсатом, в котором водяной пар из парогазовой смеси конденсируйся на трубчатой или плоской поверхности теплообменного устройства. Важно заметить, что для создания вакуума и удаления из сублиматора парогазовой смеси применяют раз­личные механические и эжекторные вакуум-насосы, которые устанавливаются после конденсатора.

Рисунок 22 - Схема сублимационной установки периодического действия

На рисунке представлена принципиальная схема сублимационной установки периодического действия. Высушиваемый продукт размешают на полках сублиматора. Внутри полок цирку­лирует с помощью насоса теплоноситель, который охлаждает полки при замораживании продукта или нагревает их в период сушки. Вакуум-насос создает необходимый вакуум и откачива­ет парогазовую смесь из сублиматора. Конденсация паров воды происходит в льдоконденсаторе, куда подается хладоагент от холодильной установки.

Процесс сушки методом сублимации льда в вакууме состоит из двух периодов. В первом, когда удаляется свободная вода, сушка притекает с постоянной скоростью, а во втором – скорость сушки. Первый период сушки проводят при достаточно низких температурах от 8 до 12°С, а во втором периоде температуру постепенно повышают до температуры окружаю­щей среды. В некоторых случаях для удаления последних 2-3% воды продукт выдерживают при 60-70°С, что крайне отрицательно сказывается на его качестве. После сублимационной сушки продукт направляется на фасовку и упаковку, способы которых выбирают в зависимости от назначения и товарной формы биопрепарата. В последнее время всœе большее распространение получают сублимационные сушилки непрерывного действия. Процесс сублимационной сушки является весьма энергоем­ким и дорогим, но он незаменим в производстве ряда биопре­паратов, особенно для медицинских и ветеринарных целœей.

Другие способы сушки

В микробиологической промышленности применяют несколько способов сушки суспензий микроорганизмов. Так, сушку хлебопекарных дрожжей проводят в конвективных сушилках, в которых подвод теплоты и удаление паров воды реализуются с помощью газообразного сушильного агента - воздуха, топочных газов, инœертных газов и т. д. Сушка дрожжей происходит во взвешенном состоянии при температуре не выше 35 °С.

Сушку молочнокислых бактерии (различных заквасок) осуществляют в распылительных сушилках при температуре в зо­не распыления около 50°С (температура сушильного агента на входе в сушилку 130 - 150°С).

Применяется контактная сушка микроорганизмов, при которой их смешивают с наполнителями, активно поглощающи­ми воду. Такой способ используется, к примеру, при сушке спор плесневых грибов сухим активным углем, который смешивают со спорами в соотношении 5: 1. Контактным способом можно сушить дрожжи, смешивая их с крахмалом или мукой.

7. Эффективное проведение биотехнологических процессов тесно связано с совершенствованием способов контроля и управления. В период предыстории биотехнологии делались отдельные попытки регулировать развитие продуцента с помощью изменений параметров внешней среды. До середины ХХ века регулирование в основном сводилось к эмпирике, так как без знания сущности происходящего невозможно эффективно контролировать и управлять процессом. В основном, объектом управления того периода была экстенсивная периодическая культура микроорганизмов со всœеми ее недостатками: динамикой состояния продуцента и среды, отсутствием средств контроля. В последние 25 лет с внедрением управляемых культур биотехнологи переходят от простой задачи поддержания определœенных параметров среды к управлению процессом в целом. Для реализации управляемого культивирования крайне важно построение алгоритмов управления, основанных на моделях биотехнологического процесса. В современных биотехнологических процессах крайне важно регистрировать и анализировать множество быстроизменяющихся факторов (концентра­цию субстрата͵ биомассы и продукта в культуре, рН, температуру, парциальное давление кислорода и др.) (табл. 1.3). Это вызывает крайне важность в применении электронной техники. Первые разработки по применению ЭВМ в биотехнологии относятся к концу 60-х гᴦ. ХХ века. На первых этапах ЭВМ привлекали в качестве советчика оператора, управляющего исполнительными механизмами для поддержания оптимального течения биотехнологического процесса. Прежде всœего, для сбора и обработки информации по показаниям датчиков и для представления этой информации в легковоспринимаемой форме. Разрабатывали также системы автоматического регулирования отдельных параметров (дозировка среды или отдельных компонентов, стабилизация температуры и рН среды, скорости протока) по принципу контроля с обратной связью. Позднее ЭВМ стали использовать для управления технологическим процессом в целом в составе автоматизированных систем АСУ. Задача создания АСУ стала особенно актуальной при реализации крупнотоннажных биотехнологических процессов. Сегодня АСУ осуществляется на основе системного подхода, и управление имеет многоуровневую иерархическую систему. Внедрение АСУ позволяет осуществить рациональное управление процессом биосинтеза. В результате этого экономятся исходное сырье, электроэнергия, вода, повышается продуктивность процесса и производительность труда обслуживающего персонала. Затраты на создание и внедрение АСУ в биотехнологии окупаются сравнительно быстро, в течение 3­–4 лет. Обычная схема контроля и управления ферментацией включает ферментер, датчики, регулирующую систему, которая реализует расчетные зависимости на основе измерения параметров процесса. Исходные данные от датчиков поступают на ЭВМ, в которой они оперативно анализируются, и в результате выдаются данные для исполнительных устройств и механизмов. Сегодня разработка и внедрение АСУ для биотехнологических процессов, прежде всœего, определяется уровнем технической оснащенности данных процессов и зависит от уровня электронного оборудования, средств контроля и автоматизации. Возникают также проблемы вследствие большой информационной емкости биотехнологических процессов. Эффективность АСУ зависит от быстродействия и объема памяти ЭВМ. По этой причине прогресс в области биотехнологии зависит от прогресса в области электроники. Большое будущее имеет, в частности, микропроцессорная техника. Внедрение АСУ сдерживается отставанием в создании надежной и быстродействующей контрольно-

  Таблица 9 - Величины и расчетные параметры, применяемые для управления биотехнологическими процессами  
Измеряемые параметры Расчеты на базе измерений
Концентрация базовых субстратов и продуктов в культуральной среде (сахара, спирты, органические кислоты и пр.). Продуктивность (кг /м3 ч). Удельная скорость роста͵ m (ч-1). Удельная скорость потребления субстрата͵ qs (кг/кг Х ч).
Концентрации важнейших внутриклеточных компонентов (ферменты метаболизма углерода, ключевые метаболиты, АТФ, НАДФ и др.). Концентрация биомасс. Состав микрофлоры в культуре. Концентрация растворенных О2 и СО2 в культуральной среде. Уровень и состояние пены. Концентрация целœевого продукта. Удельная скорость образования продукта͵ qp (кг/кг Х ч). Экономический коэффициент, Yp, Yx (кг/кг). Объемный коэффициент массопередачи по кислороду, Kvp (ч -1). Энергетический выход биосинтеза, h. Теплопродукция. Суммарный удельный расход сырья.

измерительной аппаратуры, выдерживающей стерилизацию и удовлетворяющей современные требования к чувствительности и точности измерения, быстродействию, надежности, миниатюризации.

8. Моделирование является одним из наиболее значимых направлений при разработке биотехнологических процессов, так как с помощью моделирования, экспериментального и математического, исследуются и разрабатываются новые процессы, совершенствуются аппараты и технологические схемы производств. При экспериментальном моделировании в лабораторных и промышленных условиях применяются, как правило, модели объектов и процессов, отличающиеся масштабами. Экспериментальное моделирование позволяет исследовать и оптимизировать процессы, сущность которых мало изучена. Данный подход часто служит единственным средством для исследования биотехнологического процесса. Первым этапом экспериментального моделирования служит лабораторный уровень, в ходе которого при сравнительно небольших затратах проводится изучение новых продуцентов и разработка новых процессов. Далее полученные результаты переносят в опытные, полупромышленные и промышленные масштабы. На опытных установках отрабатываются всœе технологические детали будущего процесса, обучается персонал, создается оборудование, уточняются технико-экономические показатели. Затем проводятся крупномасштабные дорогостоящие промышленные эксперименты и испытания. Экспериментальное моделирование имеет ряд особенностей: трудоемкость, сложность реализации новой модели процесса. Наиболее трудны при этом вопросы масштабирования технологии и оборудования. Развитие биологических агентов связано не только с поведением жидкости и реагентов в ферментере, но и с их собственным метаболизмом. По этой причине масштабирование в биологии требует специальных решений, при этом до настоящего времени нет единого подхода к решению данной задачи. Для оптимизации и управления биотехнологическими процессами, помимо экспериментального, крайне важно также привлечение математического моделирования. Эти два подхода, дополняя друг друга, позволяют более эффективно решать поставленные задачи. Экспериментальное моделирование часто предшествует математическому, являясь для него источником информации. Математические модели – удобное средство обобщения экспериментальных данных. Наличие математических моделœей позволяет более обоснованно подходить к планированию экспериментов и обрабатывать данные, существенно сокращать объем экспериментальных работ. Для моделирования и расчета биотехнологических процессов в силу их сложности применяют системный подход. Математическая модель сложной биосистемы должна включать описание различных по своей природе объектов и явлений. По этой причине, анализируя биологическую системы в целом, применяют метод декомпозиции, расчленяя исходную систему на ряд подсистем: строятся модели массообмена, кинœетики роста биообъекта и биохимических процессов. К настоящему времени разработано много моделœей массообмена, кинœетики потребления субстрата и образования различных продуктов. Наиболее сложная задача – моделирование собственно биологических объектов, так как они значительно сложнее химических, физических и технических. Объекты биотехнологии способны к саморегулированию, их сложность усугубляется неоднородностью. Процессы, протекающие в биореакторе, зависят не только от сложных внутриклеточных факторов, но и от условий внешней среды; в свою очередь, внешние процессы в биологии связаны с внутренними, в связи с этим их разделить нельзя. Кроме этого, на данном этапе уровня развития математической биологии отсутствует теория, адекватная сущности биологических процессов. Пока не создан математический аппарат, способный описать природу биологических превращений во всœем многообразии, то есть крайне важно развитие и совершенствование самого математического аппарата. Математическое описание биологических объектов дополнительно осложняется их недостаточной изученностью. По этой причине на данном этапе возможно достаточно упрощенное и приближенное математическое описание биологических объектов, это направление нуждается в существенном совершенствовании. Оптимизация биотехнологических процессов осуществляется на основе сочетания экспериментального и математического моделирования и применения современных методов оптимизации (динамического и нелинœейного программирования, вариационного исчисления). При этом в настоящее время для оценки оптимальности биотехнологических процессов трудно даже подобрать критерии. При оптимизации в биотехнологии крайне важно учитывать ограничения, связанные с экономическими и конструктивными условиями, возможностями контрольно-измерительной аппаратуры и средств управления, экологическими требованиями и др. Моделирование и оптимизация биотехнологических процессов – задача сложная и во многом еще не решенная. При этом именно разработка адекватных моделœей различных биотехнологических процессов и на их основе создание совершенных методов оптимизации и управления – важнейшее направление биотехнологии, без которого невозможен прогресс

9,10. Методы высокой очистки – тонкослойная хроматография, электрофорез и т.д. Приготовление готовых форм – таблетирование, ампулирование, фасовка и т.п.- для самостоятельной работы студента.

11. В определœении оптимального направления развития биологических технологий, независимо от области их применения, большую роль играет международное сотрудничество, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ обеспечивает выбор той или иной технологий с учетом экономико-социальных условий отдельных стран. Примером региональной кооперации в биотехнологии может служить Центрально-Американский институт промышленных исследований (ICAITI), созданный в 1955 ᴦ. Этот институт, расположенный в Гвате­ма­ле, содействует промышленному развитию региона, который может обеспечить достаточный уровень биопромышленности с учетом имеющихся территорий, климато-географических условий и огромного количества имеющихся здесь побочных продуктов и отходов сельскохозяйственного производства. В рамках ICAITI в 1970 ᴦ. был создан биотехнологический отдел, являющийся штаб-квартирой Международного центра по исследованию микробных ресурсов (MIRCEN) данного региона, субсидируемого ЮНЕСКО. Исследовательские проекты института сосредоточились в двух направлениях, связанных с основными видами сельского хозяйства региона: переработкой кофейных зерен и получением сахара. Накапливающиеся в огромных количествах отходы данных технологий были использованы в качестве субстратов для производства биогаза и микробной биомассы. Были разработаны также процессы получения спирта из соков тропических фруктов, а на основе иммобилизованных ферментов созданы производства осахаривания фруктозных сиропов из сахарного тростника, разработаны новые технологии ферментации овощей под воздействием чистых культур лактобацилл. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, наличие этого института сформировало фронт биотехнологических работ, внедрение которых способствовало экономическому развитию региона.

С целью переноса новейших технологий из развитых стран в развивающиеся ООН создан Международный центр генной инженерии и биотехнологии. Под эгидой Организации промышленного развития ООН (UNIDO) создана комиссия для изучения мнения государств-членов по взаимодействию с Международным центром. На базе совместных исследований центром запланировано создать школу для подготовки специалистов из развивающихся стран. В качестве направлений совместных исследований комиссией UNIDO рекомендованы: использование энергии биомассы, добыча нефти из истощающихся скважин, усовершенствование методов ферментации, синтез лекарств против тропических болезней, получение эффективных вакцин для человека и домашних животных, селœекция высокоурожайных и устойчивых к болезням сортов культурных растений.

На протяжении ряда лет программы крупнейших международных организаций (ФАО, ВОЗ, ЮНЕСКО) содействуют развитию и расширению международного сотрудничества в прикладной микробиологии и технологии. В начале 70-х гᴦ. ЮНЕСКО субсидировало создание Международной организации исследования клетки (ICRO). В начале 80-х гᴦ. в рамках «Про­грам­мы окружающей среды» (UNEP) ЮНЕСКО основало международную программу, призванную охранять генетическое разнообразие микробных ресурсов и сделать их доступными для развивающихся стран. С середины 80-х гᴦ. начала формироваться сеть международных центров по исследованию микробных ресурсов (MIRCEN). Цели данного формирования следующие: интеграция и сотрудничество между лабораториями; распределœение и использование микробных ресурсов; сохранение микробного генофонда; разработка новых видов недорогих и эффективных технологий; использование микробиологии в практике сельского хозяйства; обучение персонала и распространение новой информации, связанной с общей и прикладной микробиологией.

Первым шагом в создании сети MIRCEN было образование в Австралии Международного центра данных о микроорганизмах. Центр обладает огромной коллекцией микробных штаммов и имеет мировой указатель микробных коллекций. Аналогичные центры созданы в Бангкоке – для стран Юго-Восточной Азии, в Найроби – для Африки, в Бразилии – для Южной Америки, в Гватемале – для Центральной Америки, в Каире – для арабских стран. Специализация направлений исследований в этих центрах связана с климато-географическими особенностями и экономикой регионов и способствует их развитию.

Развитие всœех современных направление биотехнологии, включая экологическую биотехнологию, происходит в настоящее время настолько быстро, что точные прогнозные оценки в этой области весьма затруднительны. Биологические технологии целиком базируются на научных достижениях. При этом то, что лишь недавно было предметом лабораторных исследований, сегодня активно внедряется в производство. Круг наук, результаты которых воплощаются в биотехнологию, непрерывно расширяется. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, расширяются возможности и сферы самой биотехнологии. Вероятно, в будущем не будет ни одного направления человеческой деятельности, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ не было бы в тех или иных пределах связано с биотехнологией.

Постановка новых биотехнологических процессов связана с большими капиталовложениями и высоким риском. Внедрение новейших методов биотехнологии особенно перспективно, когда целœевой продукт не может быть получен иными способами или масштабы его производства малы, а цены очень высоки. Особенно это касается фармакологических препаратов и диагностических средств. В этой связи огромные перспективы у иммунной биотехнологии, с помощью которой можно распознавать и выделять из смесей одиночные клетки. Эти возможности очень важны и перспективны для диагностики и лечения, в фармакологической, пищевой промышленности, для очистки гормонов, витаминов, белков, токсинов, вакцин и пр., а также в научных исследованиях.

Дальнейшее развитие биологических технологий во многом связано с прогрессом в области технических наук. Повышение эффективности биотехнологических процессов невозможно без автоматизации и совершенствования аппаратурного и технологического оформления процессов. Это позволит повысить эффективность традиционных биотехнологических процессов и расширит сферы применения получаемых продуктов. Сегодня огромные средства инвестируются на масштабирование биотехнологических процессов. По оценкам специалистов, инвестиции в этой области будут возрастать в среднем на 9 % в год, и к 2000 ᴦ. составят свыше 14 млрд. долл. в год.

Новые перспективы для биотехнологических производств связаны с разработкой биодатчиков. Сегодня применяются и создаются в основном ферментные и микробные электроды, иммунодатчики и электродные резисторы. Пример будущего применения биодатчиков – различные области, в том числе определœение биологически активных органических веществ в крови, а также концентраций токсических веществ в различных средах, включая вирусы и патогены, нервно-паралитические газы; контроль количества пестицидов и других ксенобиотиков в среде; диагностика заболеваний человека, животных и растений; качественный анализ пищевых продуктов и пр. По разным оценкам рынок биодатчиков составит к 2010 ᴦ. от 0.5 до 14 млрд. долл.

Большое будущее у протоинженерии – технологии изменения свойств природных белков на генетическом уровне и получения новых белков (стимуляторов роста растений, инсектицидов, высокоактивных и устойчивых ферментов, биосœенсоров и биоэлементов для ЭВМ).

Важнейшая роль принадлежит биотехнологии в решении проблемы обеспечения населœения планеты пищевыми продуктами. В этой области грядущие усовершенствования связаны с получением высокопродуктивных и устойчивых к болезням и вредителям культурных растений и сельскохозяйственных животных, внедрением генов азотфиксации в высшие растения, получением эффективных биопестицидов и биогербицидов. Согласно прогнозам, мировой рынок традиционных продуктов биотехнологии составит к 2010 ᴦ. более 50 млрд. долл. При этом мировой объем продаж составит (в млрд. долл. в год): продуктов для пищевой промышленности и сельского хозяйства – 21.20; медицинских препаратов – 10.08; других продуктов – 18.40.

Велики перспективы биотехнологии в создании новых источников энергии. Экологически чистые биотехнологические способы получения энергии уже в настоящее время оказывают существенное влияние на энергетический потенциал общества. Продолжение исследований по усовершенствованию процессов метаногенеза, получения спиртов, а также преобразования различных видов энергии и созданию биотопливных элементов, чрезвычайно перспективны и обещают большие экономо-экологические выгоды. Прогнозируется, что объем продажи биотехнологических энергоносителœей к 2010 ᴦ. составит около 16.35 млрд. долл. в год.Более широкое применение биотехнологии в добывающей промышленности приведет к переходу от тяжелой индустрии к высоким технологиям. Применение методов биогеометаллургии позволит вовлечь в производство огромное количество отходов, забалансовые, а также трудноперерабатываемые руды и горные породы.

Генетическую инженерию следует рассматривать как одно из приоритетных направлений развития биотехнологии. Рынок генноинженерных продуктов к 2000 ᴦ. предположительно составит около 40 млрд. долл. и будет включать до 40 наименований. Основными среди них будут интерфероны, человеческие гормоны, моноклональные антитела, противораковые агенты, вакцины, тромболитики.

Прогнозируя мировой объем продажи продуктов биотехнологии, многие специалисты ведущих западных фирм полагают, что ежегодный прирост составит около 7.5 % и к 2000 ᴦ. достигнет 60–65 млрд. долл. . Около 80 % этой суммы придется на традиционные продукты и 20 % – на новые.

На основе ферментов намечено получать до 32 % общего объема вырабатываемых препаратов; 40–50 % продукции составят аминокислоты, медицинские препараты, включая полученные на основе рекомбинантных ДНК.

Таблица 10 - Прогноз мирового рынка продуктов, получаемых методами новейшей биотехнологии, в млрд. долл.
Область применения 1985 ᴦ. 2010 ᴦ.
Фармацевтические продукты:    
терапевтические препараты 0.2 32.0
диагностические средства 10.0
вакцины 0.1 3.0
Кормовые добавки 1.7 9.0
Приборы и оборудование 0.5 4.8
Сельское хозяйство 5.0
Защита окружающей среды 2.0
Химия 0.3
Всего: 2.5 66.1
Таблица 11 - Прогнозируемый рынок биодатчиков в 1990–2010 гᴦ.
Область Млн. долл. в год
применения 1990 ᴦ. 2000 ᴦ.
Медицина и ветеринария
Сельское хозяйство и пищевая промышленность
Защита окружающей среды
Химия и биотехника
Всего:

Таблица 12 - Прогноз мирового рынка традиционных продуктов биотехнологии в 2010ᴦ.

Продукт Продажа, млн. долл. Продукт Продажа, млн. долл.
Белки Ферменты 0.5
Аминокислоты 2.4 Витамины 0.43
Пептиды 2.0 Антивирусные препараты 0.2
Антибиотики 2.0 Гормоны 1.26

Расширение сферы внедрения биотехнологии изменяет соотношение в системе «человек – производство – природа», повышает производительность труда, принципиально изменят его качество. Биологизация производства в целом – одно из важнейших направлений в создании гибких саморегулирующихся производственных процессов будущего, которые гармонично вписываются в природу, не причиняя ей вреда. Сегодня последствия антропогенной деятельности достигли такой грани, когда дальнейшая некоординируемая деятельность может привести к необратимым изменениям в биосфере в целом. Это может привести к тому, что биосфера станет непригодной для обитания человека. Разрешение этого противоречия, то есть создание такого равновесия в природе, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ в состоянии привести к гармоничному сосуществованию возрастающего населœения планеты и биосферы, возможно только на основе дальнейшего развития науки и техники. Для этого крайне важно разумное развитие человеческого общества в целом, направленное не на разрушение биосферы, а на ее дальнейшее развитие. Последнее, в свою очередь, должно оказывать позитивное влияние на дальнейший прогресс человечества, то есть создание ноосферы. Один из базовых путей решения данной проблемы – дальнейшее развитие биологии и расширение сферы применения биотехнологии. Внедрение биотехнологии ведет к созданию экологически чистых технологий в различных сферах человеческой деятельности, включая более рациональное использование природных ресурсов и создание замкнутых производственных циклов.

Вопросы для самопроверки

1. Определœение оптимального направления развития биологических технологий

2. Прогноз мирового рынка продуктов, получаемых методами новейшей биотехнологии

3. Расширение сферы внедрения биотехнологии

4. Рынок генноинженерных продуктов

5. Прогнозируемый рынок биодатчиков

6. Постановка новых биотехнологических процессов

Читайте также

  • - Сублимационная сушка

    Выделение жизнеспособных микроорганизмов К этой группе относятся биопрепараты, в которых требуется сохранить жизнеспособность самих микроорганизмов или высокую биологическую активность их метаболитов (например, ферментов) до момента их применения. Число таких... [читать подробенее]

  • - Сублимационная сушка мяса.

    II Методы внутреннего нагрева. На предприятиях отрасли используют размораживание в электрическом поле. Оно основано на использовании диэлектрических свойств мясных продуктов, которые поглощают электромагнитные волны с образованием тепла, что вызывает повышение... [читать подробенее]

  • - Сублимационная сушка мяса.

    II Методы внутреннего нагрева. На предприятиях отрасли используют размораживание в электрическом поле. Оно основано на использовании диэлектрических свойств мясных продуктов, которые поглощают электромагнитные волны с образованием тепла, что вызывает повышение... [читать подробенее]

  • oplib.ru