Hőkezelés az élelmiszeriparban

Márciusban részt vettünk az ANUGA FoodTec kiállításon, az élelmiszeripar európai legjelentősebb seregszemléjén, melyet három évente Kölnben rendeznek meg. Megjegyezzük, hogy a FoodTec alcím nélküli Anuga az élelmiszerekre és vendéglátóiparra koncentrálva két évente várja a látogatókat ugyanott. A Holimex gépgyártókat képvisel Magyarországon, ezért számunkra a technológiai újdonságokat bemutató show érdekes, itt ismerkedhetünk meg lehetséges új partnerekkel.

A hőkezelés az egyik legalapvetőbb művelet az élelmiszeriparban, így számos bepárló, szárító, pörkölő, sterilizáló, liofilizáló céget képviseltünk eddig is. Jelen cikkünkben két új technikáról számolunk be, melyek régóta ismeretesek ugyan, nagyipari felhasználásuk azonban viszonylag újdonságnak számít.

Mikrohullámú sütőt több évtizede használunk a háztartásban. Az elektromágneses sugárzás másodpercenként több milliárdszor változtatva polaritását forgatja az erős dipol momentummal rendelkező víz molekulát, és az így keletkező súrlódási hő fedezi a víz párolgási hőjét. Elég jó hatásfokú szárítót kapunk, 1 kW teljesítményű mikrohullám generátorral közelítően 1 kg vizet lehet elpárologtatni óránként. 1 kWh/kg víz azaz 3,6 MJ/kg fajlagos energia igény nem rossz, ha tekintetbe vesszük, hogy a víz atmoszferikus párolgási hője a felmelegítési hőjével együtt kb. 2,4 MJ/kg. Úgy kerekítgettük a számokat, hogy jól átlátható legyen az energiafelhasználási hatásfok: 2,4/3,6=2/3. Nagyon leegyszerűsítve a folyamatot ugyanilyen hatásfokkal működik egy olyan forró levegős szárító, melyben a környezeti 20°C-os levegőt 140°C-ra hevítjük, majd a szárítás folyamán 60°C-ra hűl le. A befektetett 140-20=120 fok hőemelkedésből az elpárologtatásra 140-60=80 fok jutott, tehát ugyanaz a 80/120=2/3 energiafelhasználási hatásfok jön ki. Ha az anyag nem érintkezhet magas hőmérsékletű, 140 fokos levegővel, mint jellemzően a hőérzékeny élelmiszerek esetében, vagy télen, amikor a beszívott levegő hőmérséklete jóval 20 fok alatt van, sokkal rosszabb hatásfok jön ki.

Jóllehet a művelet fizikai alapjai régóta ismertek, köztudott, hogy a mikrohullám a termék belsejébe is behatolva intenzívebben szárít, mégis ellenérzés tapasztalható a nagyipari felhasználással szemben. Súlyos aggály a sugárzás egészségkárosító hatása, hiszen az emberi szervezet 70%-át kitevő víz ugyanúgy felforr a sejtjeinkben, ha nem elég hatásos a berendezés köpenyének sugárvédelme. Nagyon kritikus a fémszennyeződés, ugyanis az általa abszorbeált sugár olyan túlmelegedést okoz, hogy kigyulladhat a termék. Folyamatos készülékben, ha nem egyenletes a termék betáplálás, szintén pörkölődéshez, súlyosabb esetben gyulladáshoz vezető túlmelegedés léphet fel. Nyilván ezeket a problémákat az egyre fejlődő vezérléstechnika megoldja – meg kell hogy oldja, hiszen a konyhában gond nélkül mikrózunk már 30 éve.

Az infravörös lámpákat még régebbről ismerjük, mint a mikróhullámú sütőt. Több mint 200 éve figyel-tek fel a vörös fénynél nagyobb hullámhosszúságú, láthatatlan sugárzásra, ami meleget ad.

Szárításra használva a hősugarakat ugyanazzal az előnnyel számolhatunk, mint a mikrohullám esetén. A termékszemcsék belsejébe hatolva, a sugár nem teszi tönkre a termék felszínét, az élőanyag eredetű élelmiszerek sejtmembránjait. Magasabb élvezeti értékű szárítmányhoz jutunk, sokszor a külső megjelenés is tetszetősebb, szemben a csak a felszínnel érintkező forró levegős szárítással.

Az Anuga kiállításon kiállított FS-IRD (Food Safety Infra Red Drum) márkanevű berendezést ismertet-jük. Az elv természetesen nem csak élelmiszerekre hasznosítható, sőt 30 éve kifejezetten műanyag granulátum szárításra dolgozták ki az eljárást. Az itt felhalmozott tudás, kiemelten a robbanásbiztos üzemeltetés feltételeinek birtokában alakították ki az élelmiszer szárítót. A FoodSafety a minőség biztosításra utal. Az egyik fontos felhasználási terület a bizonytalan eredetű, esetlegesen fertőzött alapanyagokból olyan termék előállítása, melyek kiállják a mikrobiológiai próbát, illetve hosszú ideig tárolhatók. Nem csak olyan durva szennyeződésekre kell gondolni, mint a Salmonella, hanem penészek, gombák, ízeltlábúak (moly, zsizsik) petéinek, lárváinak elpusztítására is. Mondanunk sem kell, mennyivel egészségesebb ez az eljárás, mint mérges gázzal megölni ezeket a károkozókat. A Nap infravörös sugarakkal melegít bennünket, mióta világ a világ, tehát az infravörös sugárral való sterilizálás abszolút bio eljárásnak tekinthető. A gőzöléses sterilizálással szemben az az előnye, hogy nincs szükség a termékre kondenzálódott víz elpárologtatására. Azaz egyszerűbb, olcsóbb, kisebb épületben elhelyezhető gépet kapunk.

Nézzük röviden a készülék felépítését. Az alapanyagot egy forgó dob elejére tápláljuk, melynek tengelyébe helyezzük el az infravörös fénycsöveket. A dob palástjára csigavonalban terelőlemezt hegesztettek, így a beállítható forgási sebességtől függően rövidebb-hosszabb idő alatt a termék végighalad a lámpasorok előtt és a készülék végén kihull a dobból. Az anyag a rézsűszögének megfelelően omlik folyamatosan lefelé, ezáltal állandó mozgásban van, keveredik, helyi túlmelegedés kizárt, homogén terméket kapunk.

Az  összeállítási  vázlaton  egy  ciklont  láthatunk.  A  porzás visszaszorítása, a lámpák tisztántartása érdekében a lámpák mögül folyamatos légáram öblíti a teret, ezt a levegőt kezeli a ciklon. Ezzel együtt 500 mikronnál kisebb szemcseméretű terméknél csak különleges esetben ajánlott a berendezés használata.

Mint szárítót nem túl nagy nedvességtartalom eltávolítására érdemes használni, mint például 20 -25% víztartalommal betakarított termékből 5-10%-ra szárítás, a hosszú eltarthatóság érdekében. A dob mentén több hőmérő magát a termék hőmérsékletet méri, szabályozó körbe integrálva a fényintenzitással, ezáltal akár hőmérséklet profilt is be lehet állítani. Ez nagy előny az állandó, reprodukálható termékminőség biztosítása szempontjából ahhoz képest, amikor csak a belépő száraz levegő hőmérséklete a szabályozott érték.

Fontos jó tulajdonság a kíméletes mozgatás, különösen pörkölésnél. Olyan törékeny termékek sem károsodnak, mint a kesudió. A művelet rendkívül hatékony, nincs felmelegedési idő, a sugár a magok belsejébe is

behatol, így a hőkezelés sokkal rövidebb ideig tart, azaz nem károsodnak Lámpák az értékes, hőérzékeny komponensek. A fordulatszám (tartózkodási idő) valamint hőmérséklet profil receptszerű beállításával széles intervallumban változtatható a pörkölési szint, a termék színe, aromatartalma, stb.

A termékre folyadékot is lehet porlasztani, ezzel a legkülönbözőbb ízű bevonat képezhető a szemcséken, gondoljunk például a sós földi mogyoróra. A sóoldatból a víz elpárolog, mire a mag a dob végére ér.

Reméljük, hogy felkeltettük érdeklődésüket az új hőkezelő berendezések beruházásához! További felvilágosítással Korda Béla szolgál a 30/9548 362 telefonszámon, illetve a bela.korda@holimex.hu címen.