Для обезвоживания разнообразных по строению, составу и свойствам мясных продуктов применяют в основном три способа сушки: конвектив­ную, кондуктивную и сублимационную.

Все эти способы включают подвод теплоты к продукту и фазовое пре­вращение воды. Отличие заключается в механизме тепло- и влагообмена с окружающей средой и переноса влаги внутри материала. В связи с этим каждому из них присущ определенный режим и оптимальное состояние ма­териала, форма и размеры образцов.

Конвективная сушка. При этом способе сушки тепло, необходимое для испарения влаги, передается в результате непосредственного соприкоснове­ния сушильного агента с высушиваемым материалом. Использование нагре­того воздуха в качестве сушильного агента, который одновременно являет­ся теплоотдатчиком и влагопоглотителем, обусловливает относительную простоту конструкций конвективных сушилок.

В мясной промышленности конвективная сушка широко применяется для обезвоживания самых различных пищевых и технических продуктов. С целью консервирования обезвоживают мясо, яйца, кровь и кровепродукты, желатин, клей, шкуры и кишки. Конвективную сушку применяют для уве­личения сроков хранения колбасных изделий и копченостей.

В зависимости от вида материала используют следующие способы кон­вективной сушки:

• в распыленном состоянии (для жидких материалов);
• в токе воздуха для материалов любой формы и любых размеров;
• в разрыхленном (кипящем) слое для материалов в мелких кусках.

Для сушки крови и кровепродуктов, а также яичных продуктов исполь­зуют распылительные сушилки. Благодаря распылению жидкого продукта в потоке горячего воздуха сушка происходит в течение нескольких секунд, что обусловлено огромной поверхностью обрабатываемого материала и наличи­ем разности температур между теплоносителем и сырьем. В результате ис­ключается возможность перегрева частиц и денатурации белков, что делает его хорошо растворимым.

Для сушки штучных изделий, а также желатина применяют камерные, туннельные и ленточные сушилки, в которых воздух обдувает продукт и уносит с собой испаряемую влагу.

Сушка сырых колбасных изделий производится в специальных климакамерах с регулируемыми параметрами сушки.

Для сушки мелкокусковых и зернистых материалов (клей и желатин в мелких кусках, в гранулах, измельченное мясо) эффективно использовать сушилки в псевдосжиженном (кипящем) слое.

Псевдоожиженный слой образуется при пропускании воздуха через слой измельченного сырья, расположенного на решетке. Вначале слой разрыхля­ется, а затем переходит в состояние, напоминающее кипящую жидкость.

В псевдоожиженном состоянии процесс сушки интенсифицируется за счет непрерывного обновления межфазной поверхности массообмена. Это имеет большое значение для сохранения природных свойств сырья, которые влияют на продолжительность тепловой обработки.

Взвешенное состояние частиц измельченного сырья обеспечивается за счет уравновешивания их веса силой аэродинамического сопротивления. Так как в процессе сушки вес частиц уменьшается значительно сильнее, чем аэродинамическое сопротивление их, то для выгрузки сушеного продукта используют принцип пневмотранспорта: регулируют скорость воздушного потока таким образом, чтобы частицы с требуемым влагосодержанием уно­сились воздухом из сушилки.

Выбор режима сушки. Оптимальный режим сушки должен обеспечи­вать минимальные затраты теплоты, энергии при максимальном сохранении высокого качества продуктов.

Интенсификация конвективной сушки происходит, главным образом, за счет повышения температуры сушильного агента. С увеличением темпера­туры воздуха повышается экономичность процесса сушки. Однако для неко­торых продуктов применение высоких температур вообще недопустимо по технологическим соображениям (сушка колбас, копченостей, шкур и пр.). В связи с этим материалы, свойства, размеры и форма которых обусловлены технологическими и товарными соображениями, следует сушить при темпе­ратурах, не вызывающих нежелательных процессов или качественных изме­нений.

При сушке сырых продуктов (мясо, сырые изделия из мяса, шкуры, кишки и т.п.) температура сушки должна быть ниже температуры денатура­ции белков и сваривания коллагена. В тех случаях, когда одновременно с сушкой в продукте развиваются биохимические процессы, как, например, в сырокопченых колбасах, температура сушки должна быть ниже той, при ко­торой микробиальные или ферментативные изменения приобретают нежела­тельное направление.

Сушку мясопродуктов, прошедших тепловую обработку, можно вести при более высоких температурах, чем сырых. Сушить желатин и клей в студне следует при температурах, ниже температуры плавления студня.

Высокими температурами пользуются в том случае, когда материал мо­жет быть раздроблен на очень мелкие частицы как, например, при распыли­тельной сушке.

Уменьшение относительной влажности воздуха повышает скорость суш­ки, но не всегда может быть использовано по технологическим соображе­ниям и оправдано экономически, так как требует кондиционирования.

Увеличение скорости движения воздуха имеет наибольшее значение в первом периоде сушки. В меньшей степени оно влияет в начале второго периода и почти не имеет значения при его окончани, когда процесс сушки регулируется в основном влагопроводностью материала. С учетом влияния основных параметров сушки ее наиболее выгодно проводить при перемен­ном режиме.

Выбор температуры предопределяет и выбор относительной влажности воздуха на входе в сушилку. Относительная влажность воздуха на выходе из сушилки должна быть по возможности более высокой, но не такой, что­бы на поверхности поступающего в сушилку холодного продукта происхо­дила конденсация влаги.

Скорость движения воздуха не должна превышать максимально допу­стимого градиента влажности во избежание изменений неравномерности ее распределения в материале. Если это обстоятельство не имеет существенно­го значения, скорость воздуха подбирают, стремясь не допустить чрезмерно­го увеличения критической влажности материала.

Учитывая многообразие структуры, химического состава и формы мяс­ного сырья и изделий, режимы сушки подбирают, исходя из указанных вы­ше соображений индивидуально для каждого объекта сушки.

Кондуктивная сушка. Этот способ основан на передаче теплоты мате­риалу при соприкосновении с горячей поверхностью. Воздух при этом спо­собе служит только для удаления водяного пара из сушилки. Передача тепла непосредственно от греющей поверхности существенно повышает коэффици­ент теплоотдачи. Поэтому сушка идет с большой интенсивностью и расход тепла небольшой. Недостаток кондуктивной (контактной) сушки — опас­ность перегрева материала при соприкосновении с нагретой поверхностью.

Контактная сушка в мясной промышленности используется для высу­шивания жидких материалов либо мяса при атмосферном давлении или под вакуумом.

Работа вакуумной сушилки основана на понижении под воздействием ва­куума точки кипения веществ, находящихся в жидком состоянии. При соот­ветствующем давлении (менее 200 кПа) можно добиться того, что вода будет кипеть при температуре менее 60 °С, т.е. при температуре ниже той, при ко­торой начинается свертывание белка. Таким образом, материалы сохраняют свои первоначальные свойства намного полнее, чем при традиционной сушке.

Наиболее целесообразно применять вакуумную сушку для производства обезвоженного мяса, так как сушка мяса в токе воздуха при повышенных температурах сопровождается окислением его составных частей.

Для сушки крови, желатинового и клеевого бульонов применяют кон- дуктивные сушилки вальцового типа. Во внутреннее пространство массив­ных вальцов поступает пар, а на их поверхность наносится жидкий продукт, покрывающий вальцы пленкой. В результате теплопередачи происходит ин­тенсивный нагрев продукта и испарение из него воды. Сухой продукт сни­мается с вальцов ножами и попадает в приемные короба.

Сублимационная сушка. Этот способ сушки основан на способности льда перехо­дить при определенных условиях из твердого состояния в пар, минуя жидкую фазу.

Особенностью сублимационной сушки является замораживание продукта перед суш­кой. Чтобы ускорить процесс и предотвратить оттаивание продукта в результате притока теплоты извне, его сушат под значительным вакуумом.

При сублимационной сушке отсутствует контакт материала с кислородом воздуха, ос­новная часть влаги удаляется при температуре ниже точки замерзания вла­ги, содержащейся в материале. Поэтому термолабильные вещества не претер­певают существенных изменений, а микробиальные процессы тормозятся.

С точки зрения сохранения качества продукта сублимационная сушка является наиболее современной из всех способов сушки. Продукт практиче­ски не изменяет объем, сохраняет цвет, имеет пористое строение.

В мясной промышленности сублимационную сушку применяют для обезвоживания лечебных препаратов из крови, эндокринных и ферментных препаратов, а также мяса и мясных продуктов. Сублимационная сушка яв­ляется лучшим способом консервирования эндокринно-ферментного сырья.

Первой технологической операцией при сублимационной сушке являет­ся замораживание материала, которое осуществляют в скороморозильных камерах или сублиматорах.

В процессе постепенного увеличения вакуума материал охлаждается и са- мозамораживается вследствие затрат теплоты на интенсивное испарение. В фа­зе самозамораживания, которая длится 10-15 мин, удаляется 10-15 % влаги.

Второй период сушки (сублимация) является периодом постоянной ско­рости сушки материала. В этот период удаляется основная масса влаги (60 % и более), происходит сублимация льда, постепенное углубление зоны испарения. Чем больше влаги удаляется в этот период, тем лучше сохраня­ются свойства сырья. На этой стадии испарение льда из материала проис­ходит только за счет теплоты, подводимой извне. После испарения всего льда, температура материала повышается и становится выше нуля, прибли­жаясь к температуре окружающей среды.

Третий период удаления остаточной влаги — досушивание. К концу вто­рой стадии в материале остается только связанная вода, требующая для ис­парения повышенной температуры до максимально допустимой (60-90 °С). Скорость сушки в третьем периоде постепенно уменьшается.