Общефизические основы сушки рыбы

Рассмотрим общефизические основы сушки рыбы, которые описывают процессы, связанные с сушкой этого продукта.

Для осуществления процесса сушки необходимо, чтобы была разность между парциальным давлением паров влаги над высушиваемым продуктом и давлением газов в окружающей среде. Влагосодержание измеряется в килограммах или граммах водяных паров, содержащихся в 1 кг сухого воздуха. Количество водяных паров в воздухе имеет прямую зависимость от температуры и ограничено пределом насыщения. Относительная влажность (%) определяется отношением массы паров влаги в воздухе к массе предельного насыщения при данной температуре. 100% влажность воздуха имеется над поверхностью влажного продукта. В процессе сушки рыбы первой испаряется свободная влага, что ведёт к снижению парциального давления паров над поверхностью. Это происходит из-за действия дополнительных связей влаги с тканями продукта (так называемая сила смачивания). Чтобы процесс сушки мог продолжаться необходимо создать условия для поддержания относительной влажности воздуха на достаточно низком уровне. Сушка рыбы невозможна при относительной влажности воздуха превышающей 75%. Однако слишком низкая влажность воздуха также препятствует процессу сушки. При снижении её до 30-40% поверхность продукта резко обезвоживается. Происходит уплотнение поверхностных тканей. Это мешает влаге перемещаться от внутренних слоёв к поверхностным. В результате происходит сильное снижение скорости сушки. Оптимальная влажность воздуха для процесса сушки рыбы лежит в пределах 50-70%. Причём в начале сушки необходима более высокая влажность, а в конце более низкая. Чтобы разность парциальных давлений оставалась на нужном уровне необходимо непрерывное удаление водяных паров из сушильного агента (воздуха). Делают это с помощью искусственной циркуляции воздуха со скоростью 0,5 м/с. Если увеличить скорость, то процесс сушки будет идти слишком интенсивно, если уменьшить – слишком медленно.

Постепенно с уменьшением влагосодержания парциальное давление паров над поверхностью рыбы снижается. При его падении ниже значения давления в окружающей среде начнётся процесс увлажнения продукта, т.е. процесс прямо противоположный процессу сушки. Это накладывает ограничение на предельное влагосодержание высушиваемого продукта. Процесс сушки рыбы останавливают при достижении влагосодержания в 12%. Дальнейшая сушка нецелесообразна, так как продукт восстановит влажность при хранении.

В процессе сушки выделяют три основных периода:

• испарение структурно-связанной влаги;
• испарение иммобилизованной влаги;
• испарение связанной влаги.

Практическое изменение скорости сушки не совпадает с теоретическим, т.е. сушка заканчивается ещё до достижения равновесного состояния. Это обусловлено невозможностью установления равного влагосодержания окружающей среды и высушиваемого продукта при диффузии влаги. К тому же невозможно получить продукт, в котором влажность равномерно распределена по всему объёму.

Из-за неравномерного влагосодержания по толщине физико-химические и гистологические свойства тканей продукта изменяются неравномерно. Сильнее всего изменения сказываются на поверхностных слоях. Внутренние подвергаются изменениям не так сильно. При интенсификации процесса сушки продукт подвергается воздействию высоких температур и сухого воздуха. Это вызывает уплотнение соединительной ткани. Результат – возникновение препятствия для перемещения воды из внутренних слоёв к поверхностным. Количество воды, оставшееся во внутренних слоях продукта зависит от того насколько быстро образуется такая преграда. От действия высокой температуры и влажности ткани продукта набухают. Происходит разрыхление соединительной ткани. Из-за этого мышцы рыбы по структуре будут напоминают состояние после варки. Этот эффект называется подпаркой. Он снижает качество готового продукта. Чтобы дать влаге равномерно распределиться по всему объёму рыбы процесс сушки периодически останавливают. При использовании сушильных установок происходит автоматическое отключение нагрева и вентиляции сушильного агента в сушильной камере через заданные промежутки времени.

За время таких остановок происходит перераспределение влаги между слоями продукта с разным влагосодержанием. При сушке рыбы естественным способом перераспределение влаги происходит во время суточных колебаний температуры и влажности в окружающей среде.

Здесь приведено краткое описание общефизических основ сушки рыбы. Материалы по технологии сушки рыбы изложены в одной из предыдущих статей.