ZPRACOVÁNÍ POTRAVIN V SOLÁRNÍCH SUŠÁRNÁCH Jan Banout Úvod Sušení je jednou z nejstarších metod konzervace potravin. Především sušení na slunci se používá již po tisíciletí. Základním principem sušení je snížení tzv. vodní aktivity (obsahu vody) v produktu, čímž se zastaví mikrobiální procesy vedoucí k jejich znehodnocení. Zásadní výhodou sušených potravin je fakt, že je možné je skladovat za velmi nízkých nákladů, což je velice významné zejména v rozvojových zemích. K samotnému sušení lze využít celou řadu technologických postupů, počínaje nejprimitivnějšími metodami sušení na slunci až po moderní sušárny, které většinou využívají konvenční zdroje energie (elektřina, plyn atd.). Solární sušení Solárním sušením se rozumí využití tzv. solárních sušáren k dehydrataci různých zemědělských produktů. Nejedná se ovšem o tradiční metody sušení na slunci na volném prostranství, které se až doposud velice hojně využívají v celé řadě rozvojových zemí. Základní předností solárních sušáren je, že jsou mnohem efektivnější než tradiční metody sušení na slunci a jejich konstrukční a provozní náklady jsou mnohem nižší než u sušáren konvenčních. Hlavní výhody solárních sušáren: Produkt se suší v uzavřeném prostoru a je tak lépe chráněn před nepříznivými klimatickými vlivy (déšť), mechanickými nečistotami (prach), hmyzem a domácími zvířaty. Rychlejší průběh sušení, doprovázený vyššími teplotami oproti sušení na slunci, vede k menším rizikům kontaminace bakteriemi či plísněmi. Vyšší sušící teploty zajišťují zpracování většího objemu produkce za kratší čas. Investiční a provozní náklady jsou nižší než při používání sušáren s konvenčním zdrojem paliva. Solární sušárny můžeme rozdělit do dvou základních skupin. Jednou skupinou jsou solární sušárny s přirozenou cirkulací sušícího vzduchu a tou druhou jsou solární sušárny s nucenou cirkulací sušícího vzduchu. Obě tyto skupiny můžeme pak dělit na tzv. sušárny přímé a nepřímé a to v závislosti na tom, zdali se produkt suší přímo pod slunečními paprsky nebo ve stínu. 1
Základní funkční části solárních sušáren s přirozenou cirkulací vzduchu Vzduchový solární kolektor Zaizolované vzduchovody pro rozvody ohřátého vzduchu Sušící komora Komín Základní funkční části solárních sušáren s nucenou cirkulací vzduchu Vzduchový solární kolektor Zaizolované vzduchovody pro rozvody ohřátého vzduchu Sušící komora Ventilátor pro zajištění cirkulace sušícího vzduchu Technologický postup při solárním sušení zemědělských produktů 1 2 1. V solární sušárně lze zpracovávat většinu zemědělské produkce na farmě (ovoce, zelenina, koření, byliny, maso, ryby atd.). Při výběru produktů je třeba vybírat kvalitní a především vyzrálé plody. 2. Z vybraných plodů je třeba selektovat ty, které jsou nahnilé nebo jinak poškozené. 3. Vyselektované plody je třeba očistit a umýt v pitné vodě. 4. Pokud je to třeba, je nutné plody zbavit slupky a následně nakrájet na tenké plátky. Tloušťka plátků je závislá na daném druhu plodu. Obecně lze doporučit plátky o tloušťce okolo 0,5 cm. Je výhodnější plody nakrájet na plátky než nazpracování potravin v solárních sušárnách 2
3 4 Hodnoty teplot a vlhkostí u vybraných produktů při solárním sušení Produkt Vlhkost v (%) Sušící teplota ( C) počáteční konečná banány 80 15 70 maniok 62 17 70 chilli 90 20 35-40 káva 65 11 45-50 copra 75 5 35-40 česnek 80 4 55 hrozinky 74-78 18 50-60 byliny 85 11 35-40 cibule 80-85 8 55 pepř 80 10 55 brambory 75-85 10-14 70 rýže 25 12 45 čaj 75 5 50 ovoce a zelenina obecně 70-90 10-20 40-60 maso a ryby obecně 70-80 10-20 60-65 příklad na kostičky, jelikož se tak zvětší plocha pro odpařování vody a tím se urychluje proces sušení. Příprava plodů by měla probíhat v podmínkách s dobrou hygienou a pracovníci by měli používat ochranných pomůcek (rukavice). Sníží se tím riziko kontaminace patogeny a mechanickými nečistotami (prach). 5. Takto připravené produkty je možné uložit do solární sušárny. Nevhodnou techniku sušení pak reprezentuje obr. 6. Délka sušení je opět závislá na celé řadě faktorů. Především na klimatických podmínkách (slunečno, zataženo, déšť) a na druhu sušeného produktu. Různé druhy ovoce či zeleniny obsahují různé počáteční množství vody. Základním faktorem, který indikuje to, že je produkt dostatečně usušen, je finální obsah vody, tj. finální vlhkost produktu. Ta může být opět různá pro různé druhy plodin. Na rychlost sušení má vliv samozřejmě i sušící teplota. Čím je vyšší, tím probíhá proces rychleji, ovšem sušící teploty by neměly překročit 70 C jelikož pak dochází k výraznému poškození produktu. Toto se týká hlavně produktů obsahujících látky, které jsou na teplotu senzitivní (např. u ovoce a zeleniny obsah vitaminu C). Dalším nežádoucím efektem je pak výrazné hnědnutí sušených produktů. Optimální hodnoty konečné vlhkosti a sušících teplot pro vybrané produkty uvádí tabulka. 5 6 3
Možnosti předzpracování produktů určených k sušení Pro urychlení průběhu sušení a předně pro zachování určitých kvalitativních vlastností, jakými jsou barva, měkkost, obsah vitaminu C, je možné zařadit před samotný proces sušení následující kroky: blanšírování, máčení a nasolení. Blanšírování Blanšírování je proces, při kterém se produkt, nejčastěji ovoce a zelenina, na krátký časový úsek ponoří do horké vody, případně horkého roztoku vody se solí. Tento postup inaktivuje některé enzymy, které působí následné hnědnutí při samotném sušení. Dále snižuje riziko kontaminace nežádoucími mikroorganizmy, které mohou následně znehodnocovat finální produkt. Kromě horké vody lze blanšírovat i v páře. Postup při blanšírování zeleniny 1. Připravit zeleninu k sušení (očistit, nakrájet na tenké plátky). 2. Nakrájená zelenina se umístí do koše případně do gázy. 3. Následně se produkt ponoří do horké vody případně do páry na několik minut. Nejčastěji 1 až 5 min. podle druhu produktu. Teplota vody by měla být v rozmezí 70 až 80 C. 4. Po vytažení koše z horké vody je třeba jej zchladit ve studené pitné vodě. Máčení Máčením se rozumí ponoření produktu na určitý čas do předem připraveného roztoku. Opět se jedná o metodu používanou při zpracování ovoce a zeleniny. V praxi se nejčastěji využívá pro zachování barvy a vitaminu C. Existuje celá řada roztoků, které mají nejrůznější konzervační vlastnosti. Pro venkovské oblasti rozvojových zemí lze doporučit máčení v kyselém roztoku. V tomto případě lze použít roztok vody a citronu (1 lžička citronové šťávy / 2dcl vody), do něhož se produkt ponoří na 5 až 10 min. před samotným sušením. Kromě citronové šťávy lze použít například šumivé vitaminové tablety (500 mg vitaminu C / 1 litr vody), kam se produkt naloží na 3 až 5 minut. Solení Prosolování, ať už samotnou solí nebo máčení do nasyceného solného roztoku, se provádí většinou při sušení masa a ryb. Tato metoda je obdobná těm, které se používají při jiných způsobech zpracování masa např. uzení. 4
Konstrukce a popis solární sušárny s přirozenou cirkulací vzduchu Obrázek znázorňuje příklad možného řešení tzv. přímé solární sušárny s přirozenou cirkulací vzduchu. Při konstrukci solární sušárny tohoto typu je možné vycházet z místně dostupných materiálů. Protože sušárna využívá obnovitelný zdroj energie, je třeba konstrukci řešit tak, aby byla co možná nejúspornější s minimálními energetickými ztrátami. Je dobré dbát na to, aby při konstrukci nevznikaly různé netěsnosti. To bývá jeden z hlavních problémů, jelikož dílenské zpracování v rozvojových zemích, zvláště pak na venkově, je na poměrně nízké úrovni. Tj. pokud bude výroba svěřena místním lidem, tak je zpočátku nutná určitá kontrola kvality provedené práce. Vybrané konstrukční materiály by měly být pokud možno co nejodolnější klimatickým podmínkám (déšť, vysoká vzdušná vlhkost) a tam kde přijde materiál do styku s potravinami, tak je třeba volit materiál, který splňuje příslušnou normu. Například pro síta je vhodné použít teplotě odolné plastové pletivo, nežli pletivo z galvanizovaného drátu. 5 Montáž solární sušárny s nucenou cirkulací vzduchu
Samotný konstrukční postup může mít následující kroky: 1. Svařit ocelovou konstrukci sušárny (lze použít L nebo profil). 2. Do připraveného rámu vsadíme stěny a dno sušící komory ( např. tenčí dřevěné desky, nebo OSB desky). 3. Následně vložíme izolační desky kvůli minimalizaci ztrát tepla (např. polystyren, nebo polyuretan). 4. Vnitřní stranu sušící komory pak opatříme galvanizovaným plechem. 5. Vnitřní strana sušící komory se natře matnou černou barvou pro lepší absorpci sluneční energie. Venkovní strany natřeme libovolnou barvou s větší odolností. 6. Připevníme horní desku pro uchycení transparentních dveří a komínu (deska může být ze dřeva). 7. Upevníme transparentní dveře vsazené do rámu (lze použít sklo, nebo plexisklo s větší odolností). 8. Jako komín lze použít obyčejná PVC trubka, kterou upravíme na požadovaný rozměr. 9. Sušárna je již připravená a nyní stačí vložit volně stojící síta. Síta je možné umístit nad sebe, čímž se zvětší kapacita sušárny. 6