ТЕОРИЯ СУШКИ
(Источник:Баль В. В., Вереин Е. Л. Технология рыбных продуктов и технологическое оборудование. М. Агропромиздат, 1990)
Необходимым условием сушки является разность между концентрацией (парциальным давлением) водяных паров над высушиваемым материалом и в окружающей среде. Содержание водяных паров в воздухе измеряют в килограммах (граммах), приходящихся на 1 кг сухого воздуха. Это отношение носит название влагосодержание. Чем выше температура, тем большее количество водяных паров может находиться в воздухе, но не больше предельного насыщения. Отношение массы водяных паров, находящихся в воздухе, к массе предельного насыщения при этой же температуре носит название относительной влажности и выражается в процентах.
Над поверхностью всякого влажного тела относительная влажность воздуха максимальная и составляет 100 %. При сушке рыбы в первую очередь испаряется свободная вода и парциальное давление паров над поверхностью начинает падать, так как остающаяся влага находится в дополнительных связях с тканями (силы смачивания). Для обеспечения дальнейшей сушки необходимо поддерживать относительную влажность воздуха более низкой. Практически при относительной влажности воздуха выше 75 % сушка рыбы прекращается. При влажности воздуха ниже 30-40 % происходит резкое обезвоживание поверхности, ткани уплотняются и препятствуют перемещению влаги из внутренних слоев к поверхности. Скорость сушки резко замедляется. Рекомендуют поддерживать влажность
воздуха при сушке рыбы в пределах от 70 до 50 % (более высокую - в начале сушки, более низкую - в конце). Для поддержания разности парциальных давлений над поверхностью рыбы и в сушащем воздухе необходимо непрерывно удалять насыщающийся водяными парами воздух (рис. 1). Для этого применяют искусственную циркуляцию со скоростью 0,5 м/с. При большей скорости может происходить слишком интенсивное обезвоживание, при меньшей замедляется сушка.
Чем больше высушена рыба, тем ниже парциальное давление водяных паров над ее поверхностью. Бели парциальное давление паров в воздухе будет больше, чем над поверхностью рыбы, то произойдет обратный процесс - увлажнение продукта. По этим причинам сушить продукт до влажности ниже 12% не имеет смысла, так как при хранении его влажность увеличивается.
Весь процесс сушки можно разделить на три периода: испарение структурно-свободной воды, испарение иммобилизованной воды и в последнюю очередь - связанной. Теоретическое изменение скорости сушки не совпадает с действительным: сушка прекращается раньше, чем будет достигнуто равновесное состояние. Это объясняется тем, что в процессе диффузии влаги невозможно достичь равенства во влажности среды и материала, а также невозможно получить одинаковую, влажность по всему объему материала.
Неравномерность обезвоживания по толщине приводит к неравномерному изменению физико-химических и гистологических свойств тканей. Наибольшим изменениям подвергаются поверхностные слои, наименьшим - центральные. При форсированном испарении воды (высокая температура, сухой воздух) уплотняется соединительная ткань, создается труднопреодолимая преграда перемещению воды. Чем раньше возникнет такая преграда, тем большее количество воды сохранится в центральной
части. Повышенная температура, высокая влажность тканей приводят к их набуханию, разрыхлению имеющейся там соединительной ткани, и мышцы рыбы приобретают внешний вид, аналогичный состоянию и структуре вареной рыбы. Такое явление называется подпаркой, и продукт оценивается пониженным качеством. Для более равномерного распределения влаги по толщине рыбы необходимо периодически прерывать процесс сушки. В сушильных аппаратах это достигается периодическим выключением нагрева и циркуляции воздуха на некоторое время.
Вследствие разности влажности в различных слоях тканей происходит перераспределение влаги. При естественной сушке такие перерывы возникают из-за суточных колебаний температуры и влажности естественного воздуха.
На рис. 2 приведены изменения температуры и относительной влажности воздуха в дельте Волги весной, в период массового вяления (сушки) воблы. В течение суток существует период, когда влажность воздуха превышает 75 % и сушка прекращается в то время, когда влажность воздуха оптимальна. Соотношение периодов активной сушки и перерывов примерно 1:1. При естественной сушке обезвоживание по толщине рыбы равномерное и качество продукта наилучшее.
Продолжительность сушки зависит от относительной поверхности рыбы (в см2/кг): чем мельче рыба, тем быстрее происходит испарение влаги. За одно и то же время при равных условиях из крупной рыбы испаряется 15 %, а из мелкой - 60 % общего количества влаги, содержащейся в тканях. Скорость испарения замедляется по мере высыхания. При общей продолжительности (15 сут) процесса вяления воблы за первые 3 дня испаряется 75 % общего количества испаренной влаги.
