Zastosowanie promieniowania IR w przemyśle spożywczym

Powstawanie promieniowania IR cechuje wysoka efektywność zamiany energii elektrycznej w energię promieniowania podczerwonego. Specyfiką promieniowania podczerwonego jest to, że przenika bezpośrednio do produktu bez ogrzewania otoczenia. Brak jest oporu wnikania jak w przypadku konwekcji czy oporu przewodzenia, jak w ogrzewaniu kontaktowym. Daje to względnie wyrównany efekt termiczny na produkcie. W przemyśle spożywczym promieniowanie IR znajduje zastosowanie głównie w procesach suszenia, prażenia, pasteryzacji i sterylizacji. Podczas suszenia następuje korzystne wyrównywanie wilgotności suszonego materiału, ze względu na wysoką zdolność absorpcji promieniowania przez wodę. Bardziej wilgotne strefy absorbują więcej energii, co prowadzi do wyrównania zawartości wody.

Jak można dopasować parametry procesu do produktu?

Intensywność promienia można regulować mocą promienników, ich temperaturą, odległością od produktu, czasem ekspozycji. Efekt termiczny zależy ponadto od ruchu produktu, prędkości przepływu powietrza, grubości warstwy, natrysku wody oraz ukierunkowania ogrzewania, co pozwala na pełne dostosowanie warunków do produktu i oczekiwanego efektu technologicznego. Zastosowanie promieniowania podczerwonego daje możliwość łatwiejszego kontrolowania temperatury i wilgotności oraz pełną standaryzację produktu.

 

Dla jakich produktów metoda promieniowa IR sprawdza się najlepiej?

Już w latach 80 i 90 tych badano zastosowanie fal IR w procesie prażenia kawy oraz suszenia zielonych herbat. Ważne w tych procesach jest uzyskanie odpowiednich aromatów. Zastosowanie promieniowania podczerwonego do obróbki kawy spowodowało skrócenie czasu suszenia oraz uzyskanie produktu o wysokich walorach smakowych.

Ogrzewanie nasion roślin strączkowych i zbóż za pomocą promieni podczerwonych powoduje wzrost przyswajalności skrobi, inaktywację lipaz, eliminuje czynniki antyżywieniowe oraz ponad dwukrotnie zwiększa zdolność chłonięcia wody w porównaniu z nasionami świeżymi.

Metoda suszenia falami IR jest także skuteczna w przypadku warzyw, przy założeniu wstępnego rozdrobnienia surowca. Prowadząc proces suszenia warzyw szczególną uwagę,  należy położyć na zmianę barwy, szybkość rehydracji oraz zachowanie wartości odżywczych. Podczas suszenia konwekcyjnego, wskutek oddziaływania temperatury i intensywnego kontaktu z tlenem, następują zmiany chemiczne w chlorofilu i karotenoidach. Prowadzono badania  jakości suszonej cebuli. Zastosowano trzy metody suszenia: suszenie promieniami IR z jednoczesnym przepływem powietrza, suszenie promieniami podczerwonymi pod obniżonym ciśnieniem i suszenie konwekcyjne.

W materiale świeżym i po suszeniu badano zawartość chlorofilu. Stwierdzono że najmniejsze straty uzyskano stosując suszenie kombinowane IR-konwekcyjne. W przypadku suszenia marchwi przy użyciu promieni podczerwonych uzyskano obniżenie strat b – karotenu. Przeprowadzono badania porównawcze jakość suszonej marchwi otrzymanej metodą liofilizacyjną i przy użyciu podczerwieni.  Obydwie metody były tak samo efektywne. Zawartość karotenoidów po liofilizacji i po suszeniu promiennikowym w temperaturach 20^oC, czy 40^oC była taka sama.  W wyniku mikroskopowych badań struktury tkanki stwierdzono, że w marchwi po liofilizacji można zauważyć pęknięcia, natomiast marchew suszona podczerwienią miała strukturę zbliżoną do świeżej tkanki.

Wskaźnikiem jakości suszu może być zdolność do rehydracji.  Badając zdolność do rehydracji cebuli w wodzie o temperaturze 90^oC, najlepsze wyniki otrzymano dla cebuli suszonej próżniowo z ogrzewaniem za pomocą IR, jednak cebula suszona w warunkach ogrzewania za pomocą IR i wymuszonego przepływu powietrza najlepiej zachowywała kolor. Podobnie zastosowanie  IR do suszenia pietruszki pozwalało uzyskać najmniejsze straty witaminy C, substancji lotnych oraz smaku i zapachu.

Aktualnie zastosowanie przemysłowe promieniowania IR do suszenia obejmuje poza wymienionymi powyżej także zioła, nasiona, zboża, orzeszki, przyprawy i wiele innych, głównie drobnych lub rozdrobnionych produktów, które z uwagi na specyfikę działania promieniowania dają najlepsze efekty przyspieszenia procesu i poprawy jakości.

Promieniowanie IR w przemyśle spożywczym przydatne także do końcowego utrwalenia produktu

Dzięki możliwości zastosowania szerokiej skali parametrów procesu metoda ta ma coraz częściej zastosowanie do pasteryzacji lub sterylizacji. W tym ostatnim, można oczekiwać efektu redukcji liczby bakterii o log 5. Przetestowano efekt mikrobiologiczny dla szerokiej gamy produktów uzyskując wyniki gwarantujące ich wysoką trwałość i bezpieczeństwo. Ponadto proces nie prowadzi do istotnego obniżenia zawartości lotnych składników oraz innych cennych dla zachowania cech organoleptycznych.

Kontakt z naszymi ekspertami

Skontaktuj się z naszymi ekspertami, aby znaleźć sprzęt odpowiedni do Twojego wyzwania produkcyjnego.