ArticlePDF Available

Аналіз інноваційних технологій для виробництва фруктових чипсів / The analysis of innovative technologies for manufacturing fruit chips

Authors:
  • Institute of Engineering Thermophysics of National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine

Abstract

The article describes the innovative technologies that are used in the world for the production of fruit chips, in particular apple chips. The analysis of the considered technologies is presented, the equipment, drying methods and modes that are used for the production of chips are described. The hardware-technological diagrams of the lines of the considered technologies for obtaining fruit chips are given. The main advantages and disadvantages of the methods for producing chips are also indicated. The paper suggests ways to increase the efficiency of dehydration of plant raw materials, which are developed and successfully used by the scientific staff of the ITTF NASU. Key words: fruit, apple chips, methods of dehydration, combined methods of dehydration, drying technologies for manufacturing chips
ISSN 0204-3602. Пром.
т
епло
т
ехника, 2017, т. 39, №3 53
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА СУШКИ
УДК 664.8.047
АНАЛІЗ ІННОВАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ ДЛЯ ВИРОБНИЦТВА
ФРУКТОВИХ ЧИПСІВ
Шапар Р.О., канд. техн. наук, Гусарова О.В.
Інститут технічної теплофізики НАН України, вул. Желябова, 2а, м. Київ, 03057, Україна
У статті описано інноваційні
технології, які використовуються у світі
для виробництва фруктових чипсів,
зокрема яблучних, їх основні перева-
ги та недоліки. Запропоновані шляхи
підвищення ефективності розглянутих
технологій.
В статье описаны инновационные
технологии, которые используются в
мире для производства фруктовых чип-
сов, в частности яблочных, их основные
преимущества и недостатки. Предло-
жены пути повышения эффективности
описанных технологий.
The article describes innovative
technologies used in the world for the
production of fruit chips, in particular
apple chips, their main advantages and
disadvantages. The ways of increasing the
eciency of the described technologies
are suggested.
Бібл. 18, рис. 4.
Ключові слова: фруктові, яблучні чипси, методи зневоднення, комбіновані методи зневоднення, технології сушіння
та виробництва чипсів.
Відносно новим продуктом на українському рин-
ку є фруктово-овочеві чипси. Чипси це тонкі хрусткі
пластинки висушені до низької залишкової вологості
зі смаком та кольором, властивим вихідній сировині.
До них належать чипси з яблук, груш, хурми, айви,
бананів, буряка, моркви, білих коренеплодів та ін. Такі
чипси виробляються без обсмаження, що виключає у
їхньому складі наявність холестерину, канцерогенів
тощо. Вони ароматні, смачні та, що дуже важливо,
натуральні. Чипси набувають популярності та попиту
завдяки низькій калорійності, зручності у користуванні,
тривалості зберігання. Проте, в торгівельній мережі
України представлені чипси тільки закордонного вироб-
ництва („Paula” (Польща) та „Nobilis” (Угорщина)), які
мають занадто високу ціну.
Аналіз літературних джерел показав, що наукови-
ми розробками технологій сушіння чипсів займаються
у багатьох країнах світу (США, Китаї, Кореї, Таїланді,
Сербії, країнах Європи (Польщі, Угорщині та ін.), Росії
та Білорусії), проте в Україні не приділяють достатню
увагу таким дослідженням. В Україні, відносно не-
давно цією проблемою почали займатись у Інституті
технічної теплофізики НАНУ [1, 2]. Для збільшення
обсягів виробництва вітчизняної сушеної продукції
маємо всі підстави: наявність сировинних ресурсів,
ефективних технологій і обладнання (наприклад,
найбільш економічною за питомими витратами теплоти
є конвеєрна сушарка для сушіння овочів та фруктів мар-
ки АГСО, виробництва ІТТФ НАНУ з питомими витра-
тами теплоти 3500...4900 кДж/кг, [3]).
Сушіння - основний процес у технологічному циклі
виробництва чипсів, який характеризується високою
енергоємністю. Враховуючи всезростаючу вартість
енергоресурсів, при дослідженні процесів сушіння і
проектуванні сушильного устаткування витрата енергії
є визначальним чинником. І саме питанню енергозбере-
ження в сушильній техніці в останній час приділяють
основну увагу.
Необхідно розглянути відомі технології для вироб-
ництва чипсів, виявити недоліки та проблеми, які існують
і врахувати їх при розробці власної теплотехнології.
Аналіз доступних літературних та Інтернет дже-
рел показав, що існує значна кількість технологій
для виробництва фруктових чипсів [4–16]. Більшість
технологій отримання фруктових чипсів містять такі
основні етапи (рис. 1): миття, видалення або не вида-
лення насіннєвої камери, нарізання кружальцями і/або
напівкружальцями, обробку сировини на стадії
підготовки до сушіння (або на заключному етапі оброб-
ку готового продукту) стабілізаторами, підсилювачами
смаку та ін., сушіння, охолодження готового продукту
та пакування.
Типові технології передбачають основні етапи ви-
робництва чипсів, відрізняються формою та розмірами
нарізки фруктів (від 0,8 мм до 7 мм), методами зневод-
нення (сублімаційний [4], вакуумний [5], конвективний
[6, 7], інфрачервоний [8], а також їх комбінаціями –
конвективний метод з СВЧ-досушуванням [9, 10],
СВЧ-сушіння з вакуумуванням [11], конвективно-
радіаційний метод з використанням ІЧ-випромінювання
[12], конвективно-конденсаційний метод [1]) та ре-
жимами (температури сушильного агенту від 40 °С до
110 °С в залежності від методу сушіння та вихідної си-
ровини). Більшість технологій отримання чипсів перед-
бачають застосування різноманітних смакових добавок,
стабілізаторів, прянощів або на стадії підготовки сиро-
вини [4–6, 8–11, 16], або на завершальній стадії [13, 14],
чи на обох стадіях [7]. Кінцевий вологовміст готових
чипсів коливається в межах 2...10 %.
До недоліків цих технологій можна віднести оброб-
ку сировини розчинами, що містять кислоти та цукри,
соки, мед, підсолоджувачі та ін. речовини, що негатив-
но позначається на якості чипсів, в результаті чого вони
втрачають свій природній смак та аромат. Крім того,
 ISSN0204-3602.Пром.
т
епло
т
ехника,2017,т.39,№3
54
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА СУШКИ
використання додаткових сировинних компонентів та
обладнання, а також довготривалість процесу сушіння
збільшують витрати енергоносіїв, підвищуючи при цьо-
му собівартість кінцевого продукту.
Відомий також спосіб виробництва плодоовоче-
вих чипсів [13], що передбачає підготовку сировини,
нарізання, бланшування, підігрівання відпрацьованим
теплоносієм та обробку у п’ять послідовних етапів.
8
1
7
2
3
4
5
6
3
4
Реалізація
Ф
Фр
ру
ук
кт
ти
и
9
6'
Рис. 1. Основні етапи виробництва фруктових чипсів.
1 – бункер; 2 – ванна для замочування; 3 – мийна машина; 4 – інспекційний транспортер;
5 – машина для різки; 6, 6' – апарат для обробки та нанесення смакових добавок;
7 – сушильна установка; 8 – апарат для охолодження; 9 – пакувальне обладнання.
На першому етапі підігріту сировину піддають
постадійному конвективному сушінню із ступеневими
режимами обробки та стадіями. На першій стадії пласти-
ни сировини обробляють у щільному шарі перегрітою
парою атмосферного тиску упродовж 180 с, на другій
стадії обробку здійснюють у псевдозрідженому шарі
тривалістю 60 с і періодом псевдозрідження 4 с; при
цьому температура перегрітої пари протягом перших
15 хв становить 417…419 K, а до кінця сушіння –
422…424 К. Швидкість перегрітої пари при сушінні
в щільному шарі упродовж перших 10 хв – становить
2,0…2,2 м/с, до 20 хв – 1,1…1,4 м/с, а до кінця процесу
сушіння – 0,8…1,0 м/с. При сушінні в псевдозрідженому
шарі швидкість перегрітої пари упродовж перших
10 хв – становить 6,0…6,2 м/с, до 20 хв 5,3…5,5 м/с, а до
кінця сушіння – 3,6…3,8 м/с. Перший етап здійснюють
до досягнення сировиною вологи 42…45 %.
На другому етапі обробку сировини здійснюють в
потоці інертного теплоносія з подачею НВЧ-енергії при
постійній потужності магнетрона до масової частки во-
логи 28…32 %.
На третьому етапі вологонасичення сировини
здійснюють методом занурення продукту в підігрітий
водний розчин температурою 303…308 К або розпилю-
ванням рідини через зволожувачі.
На четвертому етапі насичений продукт досушують
в полі НВЧ при підвищенні потужності магнетронів
з одночасною безперервною подачею інертного
газоподібного теплоносія до залишкової вологості
5…7 %, охолоджують і пакують в герметичні пакети.
Недолік даного способу полягає у складності регу-
лювання змінних параметрів процесу та їх підтримка
на заданому рівні. Під час процесу також відбувається
втрата біологічно активних речовин (БАР), створення
псевдозрідження збільшує матеріальні та експлуатаційні
витрати виробництва.
Відома також технологія виробництва яблуч-
них чипсів [9], (рис. 2), яка містить стандартне об-
ладнання для здійснення основних етапів отримання
чипсів. В якості сушарки встановлений комбінований
тороїдальний апарат для вологотеплової обробки
безперервної дії, розділений на секції: секцію підігріву
сировини, секцію конвективного сушіння, секцію
попередньої гідротермічної обробки, яка розташова-
на між секціями СВЧ-сушіння, і секцію охолодження
висушеного продукту, призначену для доведення про-
дукту до кінцевої готовності, при цьому через кор-
пус проходять робочі секції з продуктом, а також в
залежності від типу сировини у лінії передбачено ком-
плекс устаткування з барабанної машини з мийним бло-
ком і багатофункціональної установки з подрібненням
сировини і відділенням насіння. Перевагою лінії є її
багатофункціональність та компактність, розширений
асортимент чипсів. Недоліки: втрата БАР, значна питома
виробнича площа обладнання на одиницю готового про-
дукту; нерівномірність обробки продукту СВЧ-енергією
через лінійність руху секційних робочих камер через
секції СВЧ-сушіння; відносно високі теплові втрати
в навколишнє середовище і недостатнє використання
теплового потенціалу теплоносія секції конвективного
сушіння та енергії СВЧ-хвиль; дороге обладнання, що
підвищує собівартість продукту.
Відома також технологія промислового виробницт-
ва яблучних чипсів [15], яка включає наступні операції:
мийка яблук, видалення шкірки і серцевинки, розрізання
на сегменти, замочування у апараті при температурі
води 100 °С, далі розмочені яблучні сегменти сушаться
на звичайних сушильних апаратах (типу К-300Е) до за-
лишкового вологовмісту 8 %. Висушені яблука розме-
люють на дробарках до фракції менше 3 мм. Розмелена
суміш замочується в цукровому сиропі при температурі
60 °С. Далі замочену суміш відціджують за допомо-
гою центрифуги і формують у вигляді пластинок чи
дисків розміром в діаметрі не більше 40 мм і товщиною
2...3 мм. Сушіння чипсів здійснюється на конвективних
сушарках типу К-300Е до залишкового вологовмісту
8 %. Недоліками даної технології є наявність додат-
ISSN 0204-3602. Пром.
т
епло
т
ехника, 2017, т. 39, №3 55
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА СУШКИ
кових операцій, таких як видалення шкірки і серце-
винки; замочування у апараті при температурі води
100 °С, що призводить до видалення цукру з яблук;
розмелювання на дробарках до фракції менше 3 мм;
замочування у сиропі для відновлювання складу цу-
кру; відціджування; формування чипсів та повторне
сушіння. Все це потребує додаткового обладнання, часу,
суттєво збільшує енергетичні витрати на сушіння та
підвищує собівартість продукту, крім того отримува-
ний продукт вже є штучним (за рахунок подрібнення
та формування), а не натуральним. Після подрібнення,
в зв’язку з високим вмістом розчинних вуглеводів у
сировині, відбувається швидке комкування порошку, що
ускладнює технологічний процес.
Рис. 2. Апаратурно-технологічна схема лінії для виробництва яблучних чипсів.
1 – ємність для вихідної сировини, 2 – роторний живильник з ваговим механізмом,
3 – сортувально-інспекційний транспортер, 4 – мийна машина, 5 – калібрувальна машина, 6 – орієнтатор,
7 – машина для видалення насіннєвого гнізда з пристроєм різання сировини на пластини, 8 – сульфітатор,
9 – комбінований тороїдальний апарат, 10 – фасувально-пакувальний автомат,
11 – комплекс обладнання для гідратації сировини, секції: 12 – підігріву сировини, 13 – конвективного сушіння,
14 – попереднього СВЧ-сушіння, 15 – гідротермічної обробки, 16 – завершального СВЧ-сушіння,
17 – охолодження висушеного продукту, 18 – робочі секції з продуктом, 19 – відсіки СВЧ-блоків.
Відома також технологія отримання плодоовоче-
вих чипсів з використанням конвективного і СВЧ- типів
енергопідводу (рис. 3), [10]. Технологічна схема включає
в себе сучасні машини для підготовки і різання сирови-
ни, стрічковий універсальний апарат для бланшування,
однострічкову сушарку і СВЧ-фінішер. Недоліками ви-
користання СВЧ-зневоднення є дороговизна обладнан-
ня, екологічна небезпека внаслідок шкідливості впливу
мікрохвильового випромінювання на людину, втрата
БАР.
Ще відома технологія виробництва фруктових та
овочевих чипсів (рис. 4), [16], яка містить мийну ма-
шину, інспекційний транспортер, калібрувач, машину
для видалення насіннєвого гнізда і різання плодів на
пластини, сульфітатор і фасувальний автомат. У лінії
додатково встановлено комбінований апарат, який
містить корпус, із сполученими між собою ІЧ-камерою,
СВЧ-камерою, камерою для нанесення цукрового си-
ропу на поверхню продукту і камерою підсушування.
Через всі чотири камери проходить тросовий транспор-
тер, на який навішені сітчасті касети. Недоліком даної
технології є наявність дорогого, складного, громіздкого
обладнання, що збільшує матеріальні та експлуатаційні
витрати виробництва, складність регулювання змінних
параметрів процесу та їх підтримка на заданому рівні.
Використання сульфітів стає все більш обмеженим,
тому що вони викликають алергічні реакції у більшості
споживачів [3]. Запропонована технологічна лінія
дозволяє підвищити якість готового продукту, усунути
брак і скоротити втрати.
Для покращення ефективності процесу сушіння
рослинних матеріалів при виробництві чипсів мож-
на застосовувати шляхи підвищення ефективності
процесу зневоднення. Існує два шляхи підвищення
енергоефективності процесу зневоднення – попередня
обробка сировини перед сушінням та інтенсифікація
власне процесу сушіння [17]. До попередньої обробки
сировини відносяться механічні операції (інспекція, со-
ртування, калібровка, мийка, очищення, подрібнення)
та теплові (бланшування та обсмаження). При
виготовленні натуральних фруктових чипсів обсмажен-
ня не використовують, а лише бланшування. Відомо,
що інтенсифікація масообміну також досягається
комбінацією параметрів сушильного агента та умов зне-
воднення (геометричні розміри та форма зневоднюваль-
ного матерілу, його питоме навантаження, напрямок
руху сушильного агента, його швидкість, вологовміст і
температура) [2].
 ISSN0204-3602.Пром.
т
епло
т
ехника,2017,т.39,№3
56
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА СУШКИ
Рис. 3. Апаратурно-технологічна схема лінії по виробництву плодоовочевих чипсів.
1– норія ковшова; 2 – мийна машина; 3 – конвеєр інспекційний; 4 – машина для різання яблук на дольки;
5 – похилий стрічковий конвеєр; 6 – стрічковий апарат для бланшування; 7 – котел;
8 – похилий конвеєр з осцилюючою розкладкою; 9 – установка сушильна універсальна;
10 – сортувальний стіл; 11 – установка мікрохвильового сушіння; 12 – накопичувач; 13 – вібробункер;
14 – конвеєр; 15 – фасувально-пакувальний автомат.
Рис. 4. Апаратурно-технологічна схема лінії виробництва фруктових та овочевих чипсів.
1 – бункер, 2 – роторний дозатор, 3 – ваги, 4 – мийна машина, 5 – транспортер,
6 – калібрувач, 7 – машина для видалення насіннєвого гнізда і різання плодів, 8 – орієнтатор,
9 – сульфітатор, 10 – апарат для теплової обробки, 11 – фасувально-пакувальний автомат, 12 – конвеєр,
13 – сітчасті касети, 14 – транспортер, 15, 16 – ІЧ-камери, 17 – камера для нанесення цукрового сиропу,
18 – камера підсушування, 19, 20 – ІЧ-лампи, 21 – розпилювальні форсунки, 22,23 – вентилятори,
24 – калорифер, 25 – душовий пристрій.
Істотний вплив на інтенсивність зневоднення і
економічність процесу має температура сушильного
агента: чим вона вища, тим інтенсивніше проходить
вологообмін та відповідно вище швидкість зневоднен-
ня. Але основною складністю і вимогою під час сушіння
рослинних матеріалів до низької залишкової вологості є
урахування гранично допустимих температур зневод-
нювального матеріалу. У ІТТФ НАНУ, у відділі НТПС
розроблені методи уникнення перевищення температу-
ри матеріалу за допустиме значення і скорочення тепло-
вих витрат, які забезпечуються [2]:
- сушінням у режимах багатостадійного зневоднен-
ня у т.ч. високотемпературного високовологого методу
із поступовою зміною параметрів сушильного агента у
ISSN 0204-3602. Пром.
т
епло
т
ехника, 2017, т. 39, №3 57
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА СУШКИ
відповідності із закономірностями переносу теплоти і
вологи у матеріалі [2, 17];
- сушінням конденсаційним способом з викори-
станням теплового насосу. Зниження вологовмісту
відпрацьованого сушильного агента за рахунок
конденсації видаленої вологи у випарнику теплово-
го насосу, призводить до зростання масопереносу, що
особливо ефективно при зневодненні термолабільних
фруктовх матеріалів, коли інтенсифікація процесу обме-
жена величиною максимально допустимої температури
матеріалу [2, 18];
- сушінням у режимі конвективно-конденсаційного
зневоднення відповідно з яким на початковій стадії, коли
матеріал має найбільшу вологість, використовується
висока температура сушильного агента, яка забезпечує
інтенсивне випаровування вологи без зниження якості
зневоднювального матеріалу, а на заключній, при
досягненні матеріалом рівноважної з навколишнім се-
редовищем вологості низькотемпературний режим
осушеним теплоносієм, завдяки чому виключається
перегрівання матеріалу і руйнування термолабільних
речовин фруктової сировини [1, 2].
Висновки
Вище розглянуті технології мають певні недоліки:
наявність додаткових операцій, таких як очищення від
шкірочки, центрифугування тощо; внесення додаткових
сировинних компонентів для підсилення смаку готового
продукту; використання складного та дорогого облад-
нання; режимів з багатьма змінними параметрами; тем-
ператур (понад 60 °С) або низьких 40...50 °С, що погано
впливає на термолабільні матеріали; відносно високі
теплові втрати в навколишнє середовище і недостатнє
використання теплового потенціалу теплоносія при кон-
вективному сушінні; використання енергії СВЧ-хвиль,
що призводить до втрат БАР та негативно позначається
на здоров'ї людини та ін. Фруктові та овочеві чипси за
рахунок внесення ароматичних спецій штучного поход-
ження втрачають природний смак; додаткові операції
та обладнання збільшують витрати на виробництво,
підвищують собівартість кінцевого продукту. При цьо-
му, сушіння високовологої сировини, якими є фрукти, у
зазначеному тепловому режимі (температури 40...50 °С)
призводить до зростання тривалості процесу сушіння
і, як наслідок, до збільшення енерговитрат, а сушіння
при високих температурах до втрат корисних речовин
у сировині.
Науковими розробками технологій сушіння чипсів
займаються у багатьох країнах світу, проте в Україні не
приділяють достатньої уваги таким дослідженням. Тому
розробка власної енергоефективної теплотехнології
отримання фруктових чипсів з усуненням зазначе-
них недоліків та використанням шляхів підвищення
ефективності зневоднення рослинної сировини є акту-
альною.
ЛІТЕРАТУРА
1. Снежкин Ю.Ф., Шапар Р.А., Гусарова Е.В. Энер-
гоэффективный конвективно-конденсационный метод
сушки в технологиях производства чипсов. // Cборник
Научных трудов Международной научно-технической
конференции, посвящённой 105-летию со Дня рожде-
ния А. Н. Плановского. / М.: ФГБОУ ВО МГУДТ, 2016.
Т. 2, С. 45–47.
2. Снєжкін Ю.Ф., Шапар Р.О., Сорокова Н.М.,
Гусарова О.В. Розробка технології виробництва нових
форм сушених продуктів // Промышленная теплотехни-
ка, г. Киев, 2015. Т. 37. № 6. С. 29–37.
3. Снєжкін Ю.Ф. Енергоефективні теплотехнології
виробництва функціональних харчових порошків /
Снєжкін Ю.Ф., Петрова Ж.О., Пазюк В.М. // НАНУ,
Інститут технічної теплофізики. Вінниця: ВНАУ, 2016.
458 с. ISBN 978-966-95981-1-0.
4. Пат. 1020110125367, Китай, МПК A23L 1/212,
A23G 3/00, A23L 19/01, A23G 3/48. Producing method of
eco-friendly apple chips, and the eco-friendly apple chips
/ Son, Seok Min, Kim, In Ho. – appl. 13.05.2010, pub.
21.11.2011. International application № 1020100044856.
5. Пат. 2363254, Российская Федерация, МПК
A23L 1/212 (2006.01) Способ производства пище-
вого продукта из яблок / Степаненко И.А.,Щеглов
Н.Г.,Ананьева Е.А. 2008114405/13; заявл. 16.04.2008;
опубл. 10.08.2009. Бюл. № 22.
6. Пат. KR1020150051298, Корея, МПК A23L
1/212, A23L 3/40. Method for preparing dehydrated apple
chips / Choi, Gwang Cheolchoi, Ji Hyeokchoi. – appl.
02.11.2013; pub. 12.05.2015. – International application
№ 1020130132592.
7. Пат.. WO 2002074102, A23B 7/022, A23B 7/06,
A23B 7/08, A23B 7/10, A23B 7/155, A23L 1/212. Method
of manufacturing diet chips of vegetables and fruits/W.
Plocharski, D. Konopacka. P346508; appl. 15.03.2001;
pub. 26.09.2002. International application PCT/
Pl2002/000013.
8. Пат. 2301607, Российская Федерация, МПК
A23L 3/00 (2006.01), A23L 1/212 (2006.01). Способ про-
изводства пищевого продукта из яблок / Пенто В.Б., Гу-
ревич А.В. 2006122337/13; заявл. 23.06.2006. опубл.
27.06.2007. Бюл. № 18.
9. Калашников Г.В., Литвинов Е.В. Линия произ-
водства сушеных яблок, груш, моркови, тыквы и чип-
сов, // Вестник ВГУИТ, г. Воронеж, 2015, № 4 (66),
С. 28–31, ISSN (электронный вариант): 2310-1202.
10. Разработка технологии плодоовощных чипсов:
Автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук :
05.18.01 / А. А. Королев ; Моск. гос. ун-т технол. и упр.,
Москва. – Москва, 2013. – 25 с. : ил. – 9.
11. Пат. 2195824, Российская Федерация, МПК
A23B 7/02 (2000.01). Способ сушки плодов и овощей /
Иванов В.А., Сапунов Г.С. – 2000116678/13, заявл.
23.06.2000; опубл. 10.01.2003. Бюл. № 1.
12. Заявка на винахід 93012800, Российская Феде-
рация, МПК A23B 7/02 (1995.01), F26B 3/30 (1995.01).
Способ производства сушеных пищевых продуктов /
Кацель Р.М., Кашин Д.Н. та ін. – № 93012800/13, заявл.
11.03.1993; опубл. 27.02.1997.
13. Пат. 2520142 Российская Федерация, МПК9
A23L 1/212. Способ производства плодоовощных чипсов
/ Калашников Г.В., Литвинов Е.В. 2012127498/13;
 ISSN0204-3602.Пром.
т
епло
т
ехника,2017,т.39,№3
58
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА СУШКИ
заявл. 03.07.2012; опубл. 20.06.2014. Бюл. № 17.
14. Пат. WO/2010/090620, Китай, МПК A23B 7/005
(2006.01), A23B 7/02 (2006.01), A23L 1/212 (2006.01) A
method of preparing apple chips / Giannini, Beau. appl.
04.02.2009; pub. 12.08.2010. – International application
№ PCT/US2009/000740.
15. Шахов С.В. Технологическая схема произ-
водства яблочных чипсов [Електронний ресурс] / Ша-
хов С.В., Матеев Е.З., Литвинов Е.В., Денисов А.М. //
Електронні дані – [Матеріали конф. „Стратегические во-
просы мировой науки”, 2015 р.] – Режим доступу : http://
www.rusnauka.com/6_SWMN_2015/Agricole/4_188377.
doc.htm (дата звернення 16.01.2017 р.).
16. Научное обеспечение процесса комбинирован-
ной радиационно-конвективной сушки фруктовых и
овощных чипсов при импульсном энергоподводе : Авто-
реф. дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук : 05.18.12
/ Е. Ю. Желтоухова ; Воронеж. гос. ун-т инж. технол. –
Воронеж, 2013. – 20 с. : ил. – 10.
17. Снежкин Ю.Ф. Энергоэффективность в про-
цессах сушки / XIV Минский международный форум
по тепло-и массообмену, 10-13 сентября 2012 г. :тезисы
докладов и сообщений. Минск: 2012, т.1, часть 2.
С. 604–607.
18. Снєжкін Ю.Ф., Чалаєв Д.М., Шаврин В.С., Ша-
пар Р.О, Хавін О.О., Дабіжа Н.О. Використання тепло-
вих насосів у процесах сушіння // Промышленная теп-
лотехника. – 2006. – Т.28, №2. – С. 106–110.
ISSN 0204-3602. Пром.
т
епло
т
ехника, 2017, т. 39, №3 59
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА СУШКИ
THE ANALYSIS OF INNOVATIVE TECHNOLOGIES
FOR MANUFACTURING FRUIT CHIPS
Shapar R.O., Husarova O.V.
Institute of Engineering Thermophysics of the National
Academy of Sciences of Ukraine,
Zhelyabova st., 2a, Kyiv, 03057, Ukraine.
The article describes the innovative technologies that
are used in the world for the production of fruit chips, in
particular apple chips. The analysis of the considered
technologies is presented, the equipment, drying methods
and modes that are used for the production of chips are
described. The hardware-technological diagrams of the
lines of the considered technologies for obtaining fruit chips
are given. The main advantages and disadvantages of the
methods for producing chips are also indicated. The paper
suggests ways to increase the eciency of dehydration of
plant raw materials, which are developed and successfully
used by the scientic sta of the ITTF NASU.
References 18, gures 4.
Key words: fruit, apple chips, methods of dehydration,
combined methods of dehydration, drying technologies for
manufacturing chips.
1. Snezhkin Yu.F., Shapar R.A., Husarova O.V. The
energy ecient convection-condensing drying method in
the technologies of manufacturing of chips. Collection
of Scientic Works of the International Scientic and
Technical Conference, dedicated to the 105th anniversary
of A.N. Planovsky. M.: Federal State Budget Educational
Institution of Higher Education Moscow State University of
Design and Technology, 2016. V. 2, P. 45–47. (Rus.)
2. Snezhkin Yu.F., Shapar R.A., Sorokovaya N.N.,
Husarova O.V. Development of technology for the
production of new form of dried product. Industrial heat
engineering, Kyiv, 2015. V. 37. № 6. P. 29–37. (Ukr.)
3. Snezhkin Yu.F. Energy ecient teplotehnolohiyi
production of functional food powders. Snezhkin Yu.F.,,
Petrova Zh.О., Pazuk V.М. National Academy of Sciences,
Institute of Engineering Thermophysics. Vinnitsa, VNAU,
2016. 458 p. ISBN 978-966-95981-1-0. (Ukr)
4. Pat. 1020110125367, China, МПК A23L 1/212,
A23G 3/00, A23L 19/01, A23G 3/48. Producing method
of eco-friendly apple chips, and the eco-friendly apple
chips / Son, Seok Min, Kim, In Ho. Аppl. 13.05.2010, pub.
21.11.2011. International application № 1020100044856.
(Eng.)
5. Pat. 2363254, Russian Federation, МПК A23L
1/212 (2006.01) Method for the production of a food product
from apples. Stepanenko I.A, Scheglov N.G., Ananyeva
E.A.. 2008114405/13; appl. 16.04.2008; pub. 10.08.2009.
Bul. № 22. (Rus.)
6. Pat. KR1020150051298, Korea, МПК A23L
1/212, A23L 3/40. Method for preparing dehydrated apple
chips / Choi, Gwang Cheolchoi, Ji Hyeokchoi. Appl.
02.11.2013, pub. 12.05.2015. International application
№ 1020130132592. (Eng.)
7. Pat. WO 074102, Poland, A23l 1/212, A23B 7/022,
A23B 7/08, A23B 7/06, A23B 7/10, A23B 7/155. Method
of manufacturing diet chips of vegetables and fruits. W.
Plocharski, D. Konopacka. P 346508; appl. 15.03/2001;
pub. 26.09.2002. International application PCT/
Pl2002/000013 (Eng.)
8. Pat. 2301607, Russian Federation, МПК A23L
3/00 (2006.01), A23L 1/212 (2006.01). Method for the
production of food from apples. Pento V.B., Gurevich A.V.
– 2006122337/13, appl. 23.06.2006. pub. 27.06.2007. Bul.
№ 18. (Rus.)
9. Kalashnikov G.V., Litvinov E.V. A line for the
production of dried apples, pears, carrots, pumpkins and
chips, Newsletter VGUIT, Voronezh, 2015, № 4 (66), P.
28–31, ISSN 2310-1202. (Rus.)
10. Development of the technology of fruit and vegetable
chips: The thesis abstract for the degree of Candidate of
Technical Sciences: 05.18.01. A.A. Korolev. Moscow. State.
Un-t-technol. аnd management., Moscow. Moscow, 2013.
25 с., ill. 9. (Rus.)
11. Pat. 2195824, Russian Federation, МПК A23B 7/02
(2000.01). Method of drying fruits and vegetables. Ivanov
V.A., Sapunov G.S. 2000116678/13, appl. 23.06.2000,
pub. 10.01.2003. Bul. № 1. (Rus.)
12. The application for invention 93012800, Russian
Federation, МПК A23B 7/02 (1995.01), F26B 3/30
(1995.01). Method of production of dried food products
/ Katsel R.M., Kashin D.N. No. 93012800/13, appl.
11.03.1993. Publ. 27.02.1997. (Rus.)
13. Pat. 2520142 Russian Federation, IPC 9 A23L
1/212. Fruit-and-vegetable chips production metho /
Kalashnikov G. V., Litvinov E. V. 2012127498/13
appl.03.07.2012; pub. 20.06.2014. Bull. № 17. (Rus.)
14. Пат. WO/2010/090620, China, IPC A23B 7/005
(2006.01), A23B 7/02 (2006.01), A23L 1/212 (2006.01)
A method of preparing apple chips. Giannini, Beau, appl.
04.02.2009; pub. 12.08.2010. International application
№ PCT/US2009/000740. (Eng.)
15. Shakhov S.V. Technological scheme of production
of apple chips [Electronic resource]. Shakhov S.V.,
Mateev E.Z., Litvinov E.V., Denisov A.M. Electronic
data [Conference proceedings. "Strategic issues of world
science", 2015.]. Access mode: http://www.rusnauka.
com/6_SWMN_2015/Agricole/4_188377.doc.htm (date
16.01.2017). (Rus.)
16. Scientic support of the process of combined
radiation-convective drying of fruit and vegetable chips
with pulsed energy supply. The thesis abstract for the
degree of Candidate of Technical Sciences: 05.18.12. E. Y.
Zheltoyhova; Voronezh. state. univ. eng. technol. Voronezh,
2013. 20 с., il. 10. (Rus.)
17. Snezhkin Y.F. Energy eciency in the drying
process / XIV Minskij International Forum on heat and mass
transfer, 10 – 13 september 2012:Abstracts and reports.
Minsk: 2012, Vol.1, part. 2. P. 604 – 607. (Rus.)
18. Snezhkin Y.F., Chalaev D.М., Shavrin V.S., Shapar
R.А, Havin О.О., Dabizha N.А. Use of heat pumps in drying
processes. Industrial heat engineering. 2006. Vol. 28, №2.
P. 106 – 110. (Ukr.)
Получено
Received
... Торгівельна мережа України представлена чипсами переважно закордонного виробництва, але вони мають занадто високу ціну. До того ж, огляд літературних джерел, свідчить, що більшість технологій під час виробництва передбачає внесення цукрового сиропу, фруктових соків та есенцій, смакових компонентів, ароматизаторів здебільшого штучного походження [5][6][7][8]. ...
Article
Full-text available
The article presents the properties of raw material, which is a source of pectin, in particular apples, the spectrum of physiological action of pectin substances and the advantages of pectin-containing dried products. The purpose of the work was to determine the effect of different types of preliminary heat treatment of apples before drying on the kinetics of the dehydration process and the amount of soluble pectin in chips. The results of both theoretical and experimental investigations demonstrate that hygrothermal processing of parenchymal tissues is a sine qua non for processing pectin-containing raw material. The curves of drying and curves of drying rates of apples subjected to various types of preliminary heat treatment before dewatering are presented in the work. Studies have shown that the duration of dehydration of all blanched specimens is reduced compared to untreated apples. The drying time of apples blanched with steam to residual moisture of 6 % is the smallest. The process of dehydration proceeds in the period of incident speed, on the curves of drying there is no period of constant speed. The maximum speed of drying occurs in steam blanched apples. It is determined that the soluble pectin amount in fresh apples is 35 % of the total pectin amount and in-creases to 58 % after hygrothermal processing. Some insignificant loss 2...4% of the total amount of pectin sub-stances and grows of soluble pectin amount by 2...5 % in the course of drying process are observed. According to the results of investigations, the stepped modes of dehydrating pectin-containing materials are determined. They promote a reduction of process duration by 25 % and saving in the energy resources by 20 % as well as guarantee a high level of conservation of pectin and biologically active substances. Keywords: pectin-containing raw materials, preliminary heat treatment, step drying, intensification of the process.
Розробка технології виробництва нових форм сушених продуктів // Промышленная теплотехника, г. Киев
  • Ю Ф Снєжкін
  • Р О Шапар
  • Н М Сорокова
  • О В Гусарова
Снєжкін Ю.Ф., Шапар Р.О., Сорокова Н.М., Гусарова О.В. Розробка технології виробництва нових форм сушених продуктів // Промышленная теплотехника, г. Киев, 2015. Т. 37. № 6. С. 29-37.
Способ про-изводства пищевого продукта из яблок / Пенто В.Б., Гу-ревич А.В. -2006122337/13
A23L 3/00 (2006.01), A23L 1/212 (2006.01). Способ про-изводства пищевого продукта из яблок / Пенто В.Б., Гу-ревич А.В. -2006122337/13; заявл. 23.06.2006. опубл. 27.06.2007. Бюл. № 18. 9. Калашников Г.В., Литвинов Е.В. Линия произ-водства сушеных яблок, груш, моркови, тыквы и чип-сов, // Вестник ВГУИТ, г. Воронеж, 2015, № 4 (66), С. 28-31, ISSN (электронный вариант): 2310-1202. 10. Разработка технологии плодоовощных чипсов:
Минск: 2012, т.1, часть 2. -С. 604-607
  • Ю Ф Снежкин
Снежкин Ю.Ф. Энергоэффективность в про-цессах сушки / XIV Минский международный форум по тепло-и массообмену, 10-13 сентября 2012 г. :тезисы докладов и сообщений. -Минск: 2012, т.1, часть 2. -С. 604-607. 18. Снєжкін Ю.Ф., Чалаєв Д.М., Шаврин В.С., Ша-пар Р.О, Хавін О.О., Дабіжа Н.О. Використання тепло-вих насосів у процесах сушіння // Промышленная теп-лотехника. -2006. -Т.28, №2. -С. 106-110. References 18, figures 4. Key words: fruit, apple chips, methods of dehydration, combined methods of dehydration, drying technologies for manufacturing chips.
Method for the production of a food product from apples
  • I A Stepanenko
  • N G Scheglov
  • E A Ananyeva
/212 (2006.01) Method for the production of a food product from apples. Stepanenko I.A, Scheglov N.G., Ananyeva E.A.. 2008114405/13; appl. 16.04.2008; pub. 10.08.2009. Bul. № 22. (Rus.)
Method for preparing dehydrated apple chips
  • Gwang Choi
  • Ji Cheolchoi
  • Hyeokchoi
/212, A23L 3/40. Method for preparing dehydrated apple chips / Choi, Gwang Cheolchoi, Ji Hyeokchoi. Appl. 02.11.2013, pub. 12.05.2015. International application № 1020130132592. (Eng.)
Rus.) 10. Development of the technology of fruit and vegetable chips: The thesis abstract for the degree of Candidate of Technical Sciences: 05.18.01. A.A. Korolev. Moscow. State. Un-t-technol. аnd management., Moscow. Moscow, 2013. 25 с., ill. 9. (Rus.) 11. Pat. 2195824, Russian Federation
  • G V Kalashnikov
  • E V Litvinov
Kalashnikov G.V., Litvinov E.V. A line for the production of dried apples, pears, carrots, pumpkins and chips, Newsletter VGUIT, Voronezh, 2015, № 4 (66), P. 28-31, ISSN 2310-1202. (Rus.) 10. Development of the technology of fruit and vegetable chips: The thesis abstract for the degree of Candidate of Technical Sciences: 05.18.01. A.A. Korolev. Moscow. State. Un-t-technol. аnd management., Moscow. Moscow, 2013. 25 с., ill. 9. (Rus.) 11. Pat. 2195824, Russian Federation, МПК A23B 7/02 (2000.01). Method of drying fruits and vegetables. Ivanov V.A., Sapunov G.S. № 2000116678/13, appl. 23.06.2000, pub. 10.01.2003. Bul. № 1. (Rus.) 12. The application for invention 93012800, Russian Federation, МПК A23B 7/02 (1995.01), F26B 3/30 (1995.01). Method of production of dried food products / Katsel R.M., Kashin D.N. No. 93012800/13, appl. 11.03.1993. Publ. 27.02.1997. (Rus.) 13. Pat. 2520142 Russian Federation, IPC 9 A23L
Technological scheme of production of apple chips
  • S V Shakhov
Shakhov S.V. Technological scheme of production of apple chips [Electronic resource].
). (Rus.) 16. Scientific support of the process of combined radiation-convective drying of fruit and vegetable chips with pulsed energy supply. The thesis abstract for the degree of Candidate of Technical Sciences: 05
  • S V Shakhov
  • E Z Mateev
  • E V Litvinov
  • A M Denisov
Shakhov S.V., Mateev E.Z., Litvinov E.V., Denisov A.M. Electronic data [Conference proceedings. "Strategic issues of world science", 2015.]. Access mode: http://www.rusnauka. com/6_SWMN_2015/Agricole/4_188377.doc.htm (date 16.01.2017). (Rus.) 16. Scientific support of the process of combined radiation-convective drying of fruit and vegetable chips with pulsed energy supply. The thesis abstract for the degree of Candidate of Technical Sciences: 05.18.12. E. Y. Zheltoyhova; Voronezh. state. univ. eng. technol. Voronezh, 2013. 20 с., il. 10. (Rus.)
Energy efficiency in the drying process / XIV Minskij International Forum on heat and mass transfer
  • Y F Snezhkin
Snezhkin Y.F. Energy efficiency in the drying process / XIV Minskij International Forum on heat and mass transfer, 10 -13 september 2012:Abstracts and reports. Minsk: 2012, Vol.1, part. 2. P. 604 -607. (Rus.) 18. Snezhkin Y.F., Chalaev D.М., Shavrin V.S., Shapar R.А, Havin О.О., Dabizha N.А. Use of heat pumps in drying processes. Industrial heat engineering. 2006. Vol. 28, №2. P. 106 -110. (Ukr.) Получено Received
Method of manufacturing diet chips of vegetables and fruits/W. Plocharski
  • Пат . Wo
Пат.. WO 2002074102, A23B 7/022, A23B 7/06, A23B 7/08, A23B 7/10, A23B 7/155, A23L 1/212. Method of manufacturing diet chips of vegetables and fruits/W. Plocharski, D. Konopacka. P346508; appl. 15.03.2001;