تكنولوجيا تجفيف الأغذية (حفظ الأغذية بالتجفيف)

تهدف عملية التجفيف إلى التخلص من الماء الحر الموجود في المواد الغذائية وذلك بهدف منع نمو الأحياء الدقيقة وإيقاف نشاط بعض التفاعلات الأنزيمية والكيميائية المختلفة والتي تسبب تلف وفساد الأغذية.

ولقد لوحظ أن العامل المحدد لصلاحية المادة المجففة للتخزين الطويل هو ما يسمى بالنشاط المائي Water activity والذي يعرف على أنه نسبة ضغط البخار في محلول ما إلى نسبة ضغط بخار الماء النقي على نفس درجة الحرارة ويتراوح الحد الأدنى من النشاط المائي اللازم لنمو البكتريا 0.91 أما بالنسبة للخمائر فهو 0.88 أما فيما يتعلق بالفطريات فالحد الأدنى من النشاط المائي اللازم لنموها 0.8، ومن المعروف أن قيمة النشاط المائي تتراوح بين الصفر والواحد الصحيح وفي الأغذية الطازجة نجد أن النشاط المائي لها يقترب من الواحد الصحيح الأمر الذي يساعد على تسريع النمو الميكروبي المسبب للفساد مما يستوجب ضرورة التخلص من كمية الماء الحر الموجودة في الغذاء من أجل حمايته من التلف والفساد وذلك عن طريق تجفيف الأغذية بحيث ينخفض النشاط المائي لها إلى 0.6 وعند هذا الحد يمكن وقف نشاط الأحياء الدقيقة المسببة للفساد ولكن بعض التفاعلات الكيميائية تستمر في الحدوث بمعدل بطيء مما يؤدي إلى حدوث فقد في القيمة التغذية للمادة الغذائية المعاملة وللأسف فإنه لا يمكن وقف مثل هذه التفاعلات بشكل كامل إلا إذا انخفض النشاط المائي إلى 0.3 وهذا الأمر صعب التحقيق نظراً لما له من آثار ضارة على جودة الأغذية المجففة وقدرتها على العودة إلى حالتها الطبيعية عند إعادة ترطيبها .

مميزات حفظ الأغذية بالتجفيف :

1. انخفاض تكاليف عملية التجفيف مقارنة بعمليات الحفظ الأخرى مثل التعليب والتجميد وخاصة في حالة التجفيف الشمسي .

2. تؤدي عملية إزالة جزء كبير من رطوبة المواد الغذائية المجففة إلى انخفاض وزنها وتقليل حجمها الأمر الذي يؤدي إلى انخفاض تكاليف التعبئة والنقل والتخزين الأمر الذي يزيد من اقتصادية هذه الطريقة.

3. عدم حاجة المواد الغذائية المجففة إلى تجهيزات كبيرة من أجل تخزينها، حيث يكفي توافر مكان نظيف وجاف وخالي من الحشرات والقوارض للمحافظة عليها دون تلف أو فساد لفترة زمنية طويلة.

عيوب حفظ الأغذية بالتجفيف:

1. فقد بعض العناصر الغذائية وضياعها نتيجة لاستخدام الحرارة أثناء عملية التجفيف، حيث يحدث فقد في بعض الفيتامينات وخاصة فيتامين C وفيتامين A والثيامين، كما يحدث تدهور في مكونات الطعم والرائحة بالإضافة إلى حدوث بعض التغيرات في القوام، وقد يتأثر لون بعض المنتجات الغذائية بسبب التجفيف وخاصة تلك الغنية بالبروتين والسكريات حيث يحدث التلون البني لهذه المنتجات نتيجة لحصول تفاعل ميلارد بين الأحماض الأمينية والسكريات المختزلة .

2. تحتاج المواد الغذائية المجففة إلى إعادة ترطيبها قبل الاستهلاك وهذا الأمر يحتاج إلى وقت طويل نسبيا حتى تعود هذه المنتجات إلى أقرب ما يمكن لحالتها الطبيعية .

3. من المعروف أن درجة الحرارة المستخدمة في عملية التجفيف ليست عالية بما يكفي بحيث يمكن القضاء على الأحياء الدقيقة المسببة للفساد، وبالتالي فإن بعض الأحياء الدقيقة المرضية مثل Staphylococcus aureus لا تتأثر بعملية التجفيف ويمكنها أن تسبب التسمم الغذائي عند تناول الأغذية المجففة.

أهم طرائق التجفيف :

تعتمد عملية التجفيف على استخدام الحرارة من أجل التخلص من الجزء الزائد من الرطوبة وبالتالي يمكن تقسيم طرائق التجفيف المستخدمة تبعا لمصدر الحرارة إلى:

1) التجفيف الشمسي Sun Drying :

يعتبر التجفيف الشمسي أو الطبيعي من أقدم طرق حفظ الأغذية بصفة عامة حيث بدأ استخدامه منذ حوالي 2000 سنة قبل الميلاد، ولا تزال هذه الطريقة مستخدمة حتى وقتنا الحالي، حيث تعتمد هذه الطريقة على استخدام مصادر الحرارة الطبيعية وتيارات الهواء في تجفيف المواد الغذائية حيث يتم وضعها على صواني ثم يتم تعريضها لأشعة الشمس وتركها حتى تجف.

النقاط الواجب مراعاتها في التجفيف الشمسي :

1. انتخاب الأصناف السليمة والمتماسكة وهي في طور النضج المناسب للتجفيف.

2. إجراء عمليات الغسيل الضرورية لتنظيف الثمار بشكل جيد مع ضرورة مراعاة نظافة الأواني والماء المستخدم.

3. استخدام صواني نظيفة حيث يتم تنظيفها عادة بمحلول فوسفات ثلاثي الصوديوم من وقت لآخر على أن تكون دائماً جافة وخالية من بقايا المواد التي سبق تجفيفها.

4. معاملة الثمار المراد تجفيفها بحمض كلور الماء بنسبة 0.5 - 1 % في ماء الغسيل بهدف التخلص من آثار المبيدات الحشرية والفطرية، ثم يعقب ذلك غسيل الثمار بواسطة الماء النظيف للتخلص من آثار الحمض أيضا.

5. إزالة النوى في بعض الفواكه مثل المشمش والكرز.

أهم التجهيزات المستخدمة في التجفيف الشمسي :

على الرغم من بساطة هذه الطريقة إلا أنها تحتاج إلى بعض التجهيزات الضرورية لإتمامها والتي من أهمها :

(1) المكان المخصص للتجفيف :

من أهم الأمور الواجب تأمينها أثناء القيام بعملية التجفيف الشمسي المساحة الكبيرة والتي سوف توضع عليها صواني التجفيف المحتوية على المواد المراد تجفيفها، ويجب أن يكون هذا المكان معرض بشكل مباشر لأشعة الشمس وفي منأى عن أي مصدر من مصادر الرطوبة.

(2) مكان لتجهيز المواد الأولية :

وهو عبارة عن مكان أو مظلة يتم فيها إتمام عمليات التحضيرات الأولية كالغسيل والفرز والتقطيع والكبرته والغمر في المحاليل القلوية وغيرها من العمليات الواجب إتمامها قبل البدء بعملية التجفيف الشمسي .

(3) عملية الكبرته :

تتم هذه العملية ضمن غرفة صغيرة أو ضمن صناديق خشبية خاصة حيث توضع فيها الصواني المحتوية على المواد الغذائية المراد تجفيفها ثم تحرق فيها زهرة الكبريت بكميات محددة لإنتاج غاز SO2 والذي يتم امتصاصه من قبل أنسجة المواد الغذائية المعاملة، ويجب أن تتم هذه العملية في جو محكم الإغلاق من أجل ضمان الاستفادة الكاملة من الغاز الناتج في عملية الكبرتة .

(4) صواني التجفيف:

يتم عادة استخدام صواني مصنعة من الخشب القاسي وفي بعض الأحيان يتم استخدام الصواني المعدنية المصنعة من الحديد أو الألمنيوم أو التوتياء وغيرها وتختلف قياسات هذه الصواني تبعاً لمكان التجفيف ونوعية المواد الغذائية المراد تجفيفها.

(5) أماكن التخزين :

يجب أن يكون المكان المخصص لتخزين المواد الغذائية المجففة نظيفاً وجافاً وخالياً من الحشرات والقوارض، وأن يكون قادرا على حماية المواد الغذائية المجففة من وصول الرطوبة إليها.

التجفيف الشمسي لبعض المواد الغذائية :

(1) تجفيف المشمش Apricot dehydration:

يتم تجفيف بعض أصناف المشمش مكتملة النضج حيث يتم جمع الثمار واستبعاد الثمار المصابة والغير تامة النضج، ثم تقطع الثمار يدوياً إلى نصفين وتزال من داخلها النوى، ثم تنشر على صواني التجفيف ويعاد إزالة الأنصاف المصابة داخليا بالفطريات أو الحشرات، ثم تنقل الصواني بعد ذلك إلى غرف الكبرته والتي يتم فيها حرق زهرة الكبريت بمعدل 1.25كغ لكل 500 كغ ثمار مشمش لمدة تتراوح بين 3-4 ساعات حيث يصل تركيز الغاز في النسج الداخلية بحدود 1500 - P.P.m 2000، تنقل بعدها الصواني إلى مكان التجفيف وتعرض مباشرة إلى أشعة الشمس ولمدة تتراوح بين 3-7 أيام حيث تكون في حالة جفاف غير تام توضع بعدها الصواني في مكان ظليل وتعرض للهواء لمدة 4 -5 أيام حيث تستكمل جفافها وغالباً ما يتم تدريج الثمار المجففة حجمياً ضمن درجات جودة تبدأ من الدرجة الممتازة للثمار الكبيرة والسليمة وتنتهي بالدرجة العادية للثمار صغيرة الحجم، ثم تخضع الثمار الجافة إلى عملية تليين بالبخار الساخن الجاف ثم يتم تعبئتها ضمن صناديق خشبية أو عبوات كرتونية أو ورقية وتصبح جاهزة للاستهلاك.

(2) تجفيف الخوخ Peach dehydration:

يتم استخدام الأصناف ذات الثمار الكبيرة والداكنة اللون والمكتملة النضج حيث يكون تركيز المواد السكرية والحموض العضوية عالياً، ثم يتم تقطيع الثمار إلى أنصاف وتزال النواة من الداخل، وفي حال الرغبة في إزالة القشرة الخارجية يمكن معاملة الثمار بالمحلول القلوي أو بالماء الساخن والبخار بشرط أن تكون الثمار قاسية وصلبة من أجل تسهيل عملية إزالة القشرة، ثم تعامل الثمار بغاز ثاني أكسيد الكبريت الناتج من حرق زهرة الكبريت لمدة تتراوح بين 3-4 ساعات حيث يصل تركيز هذا الغاز ضمن النسج إلى حدود P.P.m1500 ، ثم توضع الثمار المعاملة على صواني التجفيف وتنقل إلى المكان المخصص للتجفيف حيث تعرض لأشعة الشمس لمدة تتراوح من 3 - 6 أيام حيث تصبح نصف جافة، ثم توضع هذه الصواني فوق بعضها البعض مع ترك الجانب المفتوح منها معرضاً لهبوب الرياح وذلك لمدة 8 أيام حيث يحصل الجفاف الكامل للثمار، ثم يتم تدريج الثمار حجميا ضمن درجات الجودة كما هو الحال في تجفيف المشمش ثم تعبأ ضمن عبوات مختلفة الأوزان وقد تضغط أحيانا ضمن قوالب وتصبح جاهزة للاستهلاك.

(3) تجفيف الكمثرى Pear dehydration:

يتم هنا استخدام الثمار مكتملة النضج تقريبا باللون الأخضر المائل قليلا إلى الصفرة، ثم يتم استبعاد الثمار المصابة أو الغير ناضجة ثم تقطع إلى أنصاف كما في السابق حيث تزال خلالها الأعناق والكأس الزهري والحبوب البذرية، ويمكن أن تتم معاملة الثمار بمحلول مائي مخفف من حمض كلور الماء (0.5- 1 %) بهدف إزالة آثار المبيدات الكيميائية ثم يعاد غسل الثمار بالماء لإزالة آثار الحمض، ثم توضع الأنصاف ضمن صواني التجفيف وتنقل إلى غرفة الكبرته بعد الترطيب المسبق بالماء بهدف رفع القدرة السطحية لنسج الثمار على امتصاص غاز ثاني أكسيد الكبريت لضرورة المحافظة على سلامة النسج ولونها الكريمي الناصع المميز، تنقل بعدها الصواني إلى مكان التجفيف حيث تتعرض لأشعة الشمس لمدة تتراوح من ثلاثة أسابيع إلى ستة أسابيع، ثم تدرج الثمار وصفيا حيث يتم استبعاد القطع غير المطابقة من حيث اللون والشكل والحجم، ثم تعبأ الثمار المجففة كما في السابق.

(4) تجفيف البصل Inion dehydration:

تتلخص عملية تجفيف البصل بإزالة القشور السطحية المقترنة ثم التقطيع إلى شرائح عرضانية رقيقة، ثم سلق هذه الشرائح بالبخار الساخن لمدة 0.5 - 1.5 دقيقة ثم وضعها على صواني التجفيف وتعريضها لأشعة الشمس لمدة تتراوح بين 4 - 7 أيام مع مراعاة تقليبها بشكل يومي من أجل الحصول على التسوية اللازمة في التجفيف، ويكون الناتج الجاف بحدود 1 كغ لكل 10 كغ بصل طازج ويكون مردود التجفيف في البصل البعلي أكثر منه في البصل المروي لارتفاع نسبة المادة الجافة في البصل البعلي .

(5) تجفيف البامياء Okra dehydration:

يفضل في تجفيف البامياء القرون الخضراء في أطوار النمو الأولى حيث تزال الأعناق فيها بشكل يدوي ثم تغسل وتنظف بشكل جيد، ثم يتم استبعاد القرون المصابة أو المكسرة تعرض بعدها القرون إلى تيار من البخار الساخن لمدة 1-2 دقيقة بهدف إزالة الطعم الغض في القرون ثم توضع القرون على صواني التجفيف وتعرض لأشعة الشمس لمدة تتراوح من 3 - 4 أيام ثم تستكمل عملية التجفيف في الظل عن طريق تعرضها لتيارات الهواء، ويكون مردود التجفيف للمادة المجففة هو 1 : 8 تقريبا.

(2) التجفيف الصناعي :

يعتمد التجفيف الصناعي على استخدام الحرارة الصناعية المولدة من مصادر خاصة لتجفيف المواد الغذائية وذلك تحت ظروف خاصة من حيث درجات الحرارة وسرعة هواء التجفيف ورطوبته النسبية مع إمكانية التحكم في هذه العوامل من أجل الوصول إلى درجات رطوبة محددة وثابتة في الناتج المجفف النهائي.

الخطوات العامة في التجفيف الصناعي :

(1) تنظيف وغسيل الثمار :

تتم هذه العملية ضمن أحواض مجهزة برشاشات مائية داخلية وخارجية تبعا لنوع المادة المعاملة ومتانة أنسجتها ومستوى التلوث والشوائب العالقة بها.

(2) الفرز Selection :

الهدف من هذه العملية استبعاد كامل الثمار غير مكتملة النضج أو التي في مراحل النضج غير المعدة للتجفيف بالإضافة إلى الثمار الفاسدة والمصابة، كما يتم في هذه العملية التخلص من كافة البقايا النباتية كالأوراق والأعناق وغيرها.

(3) التقشير وإزالة البذور :

تحدد عملية التقشير وإزالة البذور يدوياً أو ميكانيكياً وفقا لنوع المادة ومواصفات المنتج النهائي حيث تزال مع القشور الحويصلات الداخلية للبذور كما هو الحال في التفاح أو يتم إزالة النوى كما هو الحال في الخوخ، ويتم في هذه المرحلة تقطيع الثمار .

(4) المعاملة الحرارية الأولية Thermal treatment:

تستخدم هذه العملية في بعض أصناف الفاكهة بهدف إزالة الطبقة الشمعية المغلفة للثمار وإحداث شقوق سطحية في القشرة لتسهيل إزاحة الماء أثناء عملية التجفيف، حيث يتم تغطيس الثمار في أحواض تحتوي على هيدروكسيد الصوديوم الساخن بتركيز 0.5 - 3 % لمدة 1-3 دقيقة ترفع بعدها الثمار وتغسل جيدا بواسطة تيار من الماء البارد، ولقد تبين أن هذه العملية تمكن الثمار من امتصاص غاز ثاني أكسيد الكبريت بصورة أفضل أثناء عملية الكبرته.

(5) عملية السلق Blanching :

تعتبر هذه العملية أساسية عند تجفيف معظم أنواع الخضار أما الفاكهة فلا ينصح بسلقها حتى لا تفقد جزء من موادها السكرية وفيتاميناتها، ولكن في المقابل يتم سلق بعض الفواكه مثل المشمش والدراق والأجاص بهدف إكسابها اللون الشفاف المرغوب وفي هذه الحالة يستعمل بخار الماء الساخن فقط، أما بالنسبة للخضار فتتم عملية السلق إما بالبخار الساخن أو بالماء الساخن على درجة الغليان لمدة تتراوح بين 1.5 - 5 دقائق بالنسبة للبازلاء والجزر والبطاطا بينما تتراوح مدة السلق بالنسبة للخضار الورقية بين 1.5 - 2 دقيقة.

وعادة ما تتم عملية سلق الخضار في المحاليل الملحية كملح الطعام أو بيكربونات الصوديوم أو كلوريد الكالسيوم وذلك بهدف التقليل من فقد المواد الصلبة الذائبة في الماء والمحافظة على لون الخضار المجففة الناتجة وصلابتها.

(6) الكبرته Sulphering :

من المعلوم أن عملية الكبرته تهدف إلى المحافظة على النسج النباتية من الاسمرار، حيث تتم عملية الكبرته هنا إما عن طريق حرق زهرة الكبريت ضمن غرف مغلقة أو عن طريق غمر المواد الغذائية المعاملة ضمن أحواض تحوي على المحلول المائي لثاني أكسيد الكبريت بتركيز 3-1 %.

(7) التجفيف:

يتم تجفيف الخضار والفواكه بعد توزيعها على صواني التجفيف وذلك وفقا لوزن وحجم القطع والخصائص الفيزيائية والكيميائية لها حيث يتم استخدام إحدى طرق التجفيف المختلفة والتي سوف نأتي على ذكر أهمها في الفقرة التالية.

أهم طرائق التجفيف الصناعي :

طريقة التجفيف بالأنفاق Tunnel Drying method:

تعتمد هذه الطريقة على مبدأ استخدام الهواء الساخن الجاف كمصدر للحرارة والذي يندفع بسرعة كبيرة في اتجاهات مختلفة حول المادة الغذائية المعاملة والمحمولة على ألواح أو صواني خاصة أو على سير ناقل يتحرك داخل النفق . حيث يتم التحكم في درجة حرارة الهواء وسرعته وكذلك رطوبته النسبية حسب نوع المادة الغذائية المراد تجفيفها، وتستغرق عملية التجفيف فترة زمنية تتراوح بين 6 - 18 ساعة تبعا لنوع المادة الغذائية المعاملة، ونظرا لقصر مدة التجفيف فإن هذه العملية لا تؤدي إلى حدوث فقد كبير في القيمة الغذائية للمواد الغذائية المجففة أو حدوث تفاعلات كيميائية غير مرغوبة قد تؤثر على نكهة أو لون أو طعم المنتج فعلى سبيل المثال لا يتعدى الفقد نتيجة هذه العملية في فيتامين C في الفاكهة 10 % وكذلك الجزر يفقد أقل من 20% من فيتامين A ، ولكن ما يعيب هذه الطريقة هو حدوث كرمشه للمنتجات المجففة الأمر الذي يؤدي إلى صعوبة في عملية الترطيب وتقل نسبة تشربها للماء وبالتالي لا تعود إلى حالتها الطبيعية ويرجع ذلك إلى تحطيم الأنابيب الشعرية في الأنسجة أثناء عملية التجفيف والشكل رقم (1) يوضح رسم تخطيطي لهذا النوع من المجففات.

شكل (1) : التجفيف بالاتفاق

طريقة التجفيف بالرذاذ Spray Drying method :

تستخدم هذه الطريقة في تجفيف الأغذية السائلة مثل الحليب والقهوة، وسوف نأخذ الحليب كمثال على هذا النوع من المجففات.

كما هو معروف فإن مبدأ هذه الطريقة يقوم على رش السائل المراد تجفيفه على شكل رذاذ داخل برج التجفيف والذي يمر فيه تيار مستمر من الهواء الساخن درجة حرارته تتراوح بين 150 -180م، وبفضل سطوح التلامس الكبيرة للهواء الساخن مع قطرات السائل يتم تجفيف آني لهذه القطرات الصغيرة والتي تسقط بعد جفافها إلى أسفل البرج على شكل جزيئات بودرة يتم أخذها إلى الخارج من أسفل البرج.

ويغادر الهواء المحمل بالرطوبة البرج عبر المرشح الإعصاري (السيكلون) الذي يعمل على تخليص الهواء من جزيئات الحليب المجفف العالقة به، الشكل رقم (2) .

الشكل رقم ( 2 ) يوضح رسماً تخطيطية لجهاز التحفيف بالرذاذ

1- خزان الحليب المكثف 2- مضخة . 3- أنبوبة توصيل الحليب -4- جهاز ترذيذ . 5ـ خزان ماء. 9- مسخن هواء. 6-  صمام منظم مرور الماء 7- فلتر هواء 8 - مروحة 9- مسخن هواء 10- موصل للهواء - موزع الهواء الساخن. 12- برج التجفيف. 13- جهار استلام الحليب المجفف.14- ناقل . 15- ممر القراء المغادر للبرج. 16- مرشح زوبعي 17- مروحة. 18- خرطوم هواء . 19- (مرشح زوبعي) 20- خزان حليب البودرة. -21- عنفة لإبعاد الحليب المجفف إلى جهاز التبريد . 22 - مروحة 23 قلم هواء 24 لوحة تحكم 25 مروحة 26 جهاز (زعنفة) خراج الحليب.

وفي هذا الجهاز يتم إدخال الحليب المراد تجفيفه وكذلك هواء التجفيف إلى البرج بعدة طرق وهي:

أ. طريقة الاتجاه الواحد وفيها يتم إدخال الحليب والهواء من النقطة نفسها (من الأعلى).

ب. طريقة الاتجاه المعاكس وفيها يتم إدخال الحليب من الأعلى وهواء التسخين من الأسفل .

ج. الطريقة المختلطة: وفيها يتم إدخال الحليب من الأسفل والهواء من الأعلى.

والشكل رقم (3) يوضح طرائق تزويد برج التجفيف بالحليب وهواء التسخين .

وتعتبر طريقة الاتجاه الواحد من أفضل الطرق وذلك لعدم تجاوز درجة حرارة أية جزيئة من الحليب المجفف درجة حرارة الهواء عند خروجه من برج التجفيف والتي تقدر عادة بنحو 70 - 80 م (في حال الحليب المجفف كامل الدسم).

من مميزات هذه الطريقة أن وقت التجفيف قصير جدا والذي يبلغ عمليا نحو 15-20 ثانية وذلك بفضل سطوح التبادل الكبيرة بين الهواء الساخن وقطرات الحليب السائل بالإضافة إلى تفتيت سائل الحليب إلى قطرات صغيرة جدا وبشكل عام يوجد ثلاثة نماذج رئيسية للأجهزة المستعملة لترذيذ الحليب هي:

أ. قرص الترذيذ :

يتم في هذا النموذج إدخال الحليب السائل إلى القرص الذي يدور بسرعة 5-15 ألف دورة / دقيقة مما يؤدي إلى تجزئة الحليب إلى مليارات من القطرات الصغيرة، الشكل رقم (4) .

ويتمتع هذا النموذج بمجموعة من المميزات هي:

1. إمكان التحكم بحجم القطرات عن طريق تغيير عدد الدورات أو التغيير في تصميم القرص.

2. يمكن استعمال هذا النموذج لترذيذ السوائل ذات اللزوجة المرتفعة والمعلقات.

3. وجود عدة أنواع من هذه الأقراص ذات الطاقة الإنتاجية المختلفة من عدة كيلوغرامات إلى 200 طن / ساعة.

ب. البخاخ تحت الضغط :

يعمل هذا النموذج عن طريق دفع السائل عبر ثقب صغير بضغط قدره 100 - 200 ضغط جوي، ويسبق الثقب الموجود في اسطوانة البخاخ جزء مركزي معدني على شكل حلزون يعطي السائل المضغوط الحركة الدورانية ونتيجة لذلك يخضع السائل لترذيذ أشد والسائل المضغوط يغادر البخاخ بزاوية أكبر .

ويمتاز هذا النموذج بالمميزات التالية :

1. سهل التصميم.

2. انخفاض استهلاكه للطاقة.

3. تماثل القطرات الناتجة.

ولكن يعاب على هذا النموذج عدم صلاحيته لترذيذ السوائل ذات اللزوجة المرتفعة.

ج. البخاخ الهوائي:

يتم ترذيذ السوائل في هذا البخاخ عن طريق تلامس السائل مع تيار الهواء السريع (100- 200م/ ثا) والذي يدفع بضغط قدره 7 ضغط جوي، الشكل رقم (5) يوضح البخاخ تحت الضغط والبخاخ الهوائي.

ومن مميزات هذا النموذج:

1. امكان تغيير حجم القطرات الناتجة عن طرق التغيير في ضغط الهواء.

2. امكان ترذيذ السوائل مختلفة اللزوجة.

ومن الجدير ذكره في هذا المجال أن هذه العملية تتم في برج التجفيف وهو عبارة عن اسطوانة كبيرة تشبه نهايتها القمع، مصنوعة من معدن لا يصدأ مقاوم للحموضة، وقد تصنع من الألمنيوم بحيث تملك هذه الاسطوانة نظام عزل حراري بهدف التقليل من فقد الحرارة من داخل البرج إلى الخارج وحماية مكان العمل من ارتفاع درجة الحرارة بشكل كبير.

أما فيما يتعلق بالمرشح الإعصاري (السيكلون) فهو يستعمل لتخليص هواء التجفيف مما يحمله من جزيئات صغيرة من الحليب المجفف حيث يحول الهواء الخارج من البرج إلى السيكلون (إعصار ذي سرعة كبيرة جدا) وعندما يقترب من المحيط وتحت تأثير القوة الطاردة المركزية توضع هذه الجزيئات على السطوح الخارجية للسيكلون وتنزاح نحو نهايته السفلية التي تشبه القمع .

يدور الهواء النظيف بعد تخليصه من حمولته من الحليب المجفف في مجال يضيق باستمرار إلى أن يصل إلى نهاية السيكلون حيث يحمل إلى الأعلى ومن ثم إلى الخارج في أنبوبة مركزية خاصة، وكلما صغر قطر السيكلون ارتفعت كفاءته لذلك يستعمل أحيانا عدة مرشحات صغيرة بدلا من مرشح واحد كبير، وبشكل عام يمتلك السيكلون القدرة على استرجاع الجزيئات التي يتراوح قطرها ما بين 5 - 200 ميكرون وكلما كانت الجزيئات أصغر وكثافتها أقل انخفضت دقة عمل المرشح.

طريقة التجفيف بالأسطوانات Drum Drying method

يتم اللجوء إلى هذه الطريقة من أجل تجفيف المواد الغذائية التي يصعب دفعها في صورة رذاذ مثل البطاطا المهروسة أو عجينة الطماطم، وتعتمد هذه الطريقة على استخدام اسطوانتين دائريتين بينهما مسافة صغيرة جدا، ويتم تسخين الاسطوانتين بواسطة بخار ساخن تصل درجة حرارته إلى 120 - 140 م، وعند مرور العجينة بين الاسطوانتين فإنها تلتصق على أسطحها الخارجية حيث يتم تبخير الماء منها الامر الذي يؤدي الى جفافها، ثم يتم كشطها اثناء دوران الأسطوانة بواسطة سكين مثبته بطريقة خاصة، الشكل رقم (6).

تستغرق عملية التجفيف هذه حوالي 2-3 دقائق وتعتبر تكلفة هذه الطريقة منخفضة بالمقارنة مع طريقة التجفيف بالرذاذ إلا أن الفقد في العناصر الغذائية يكون أكبر ولكنه يبقى أقل من الفقد الذي يحدث في حالة التجفيف الشمسي.

التجفيف بالتجميد Freeze Drying

تعتبر هذه الطريقة من أفضل الطرق المستخدمة في تجفيف المواد الغذائية حيث يقل الفقد في القيمة الغذائية والتغيرات الكيميائية غير المرغوبة إلى أقل درجة ممكنة وذلك نتيجة لانخفاض درجة الحرارة المستخدمة حيث يبلغ نسبة الفقد في فيتامين C في الفاكهة المجففة أقل من 1% ، كما أن هذه الطريقة تمتاز بمنع حدوث ظاهرة الكرمشة التي تحدث في الغذاء المجفف بطريقة الأنفاق الأمر الذي يسهل عملية إعادة الترطيب .

وعلى الرغم من مميزات هذه الطريقة إلى أنها غير شائعة الاستخدام وذلك نظرا لتكلفتها العالية مقارنة مع طرق التجفيف الأخرى الأمر الذي أدى إلى استخدام هذه الطريقة من أجل تجفيف الأغذية ذات القيمة العالية مثل أغذية الأطفال والقهوة وبلازما الدم.

التجفيف باستخدام الطبخ بالحرارة تحت الضغط Extrusion Cooking:

تستخدم هذه الطريقة بشكل واسع مع منتجات الحبوب وذلك بواسطة جهاز يدعى Extruder ويتكون هذا الجهاز من اسطوانة تسخن من الخارج بالبخار ويتحرك بداخلها حلزون تقل المسافة بينه وبين جدران الاسطوانة بشكل مستمر ويدخل المنتج المراد تجفيفه على صورة عجينة ذات نسبة رطوبة محددة، وعند دوران الحلزون يعمل على حمل العجينة داخل الاسطوانة وبالتالي تتعرض لعميلة الطبخ بواسطة درجة حرارة الجدران العالية كما أن ضغطها يزداد باستمرار نتيجة الانخفاض المستمر في المسافة بين الحلزون وجدران الاسطوانة حتى تخرج من فتحة صغيرة في نهاية الاسطوانة، ونتيجة لارتفاع درجة حرارة العجينة وضغطها العالي فإنها تتعرض للتمدد وزيادة الحجم كما يتبخر الماء منها بمجرد خروجها مما يعطي المنتج القوام الهش المسامي، الشكل رقم (7) .

التجفيف بطريقة الرغوة Foam - Mat Drying:

تستخدم هذه الطريقة بشكل أساسي من أجل تجفيف العصائر المركزة حيث يتم ضرب هذه السوائل في الخلاط مع مادة مثبتة للرغوة مثل الميثايل سليلوز إلى أن يتم تكوين رغوة كثيفة، ثم يتم فرد هذه المادة الرغوية على ألواح مثقبة في صورة طبقة رقيقة ويتم تجفيفها بالهواء الساخن ثم طحنها وتحويلها إلى مسحوق.

وتتميز المواد المجففة بهذه الطريقة بتركيب مسامي جيد يجعلها سريعة الذوبان حتى في الماء البارد, ونظرا إلى تبخير الماء من المواد الرغوية يتم بمعدل سريع فإنه يمكن تجفيف المنتجات بهذه الطريقة على درجة حرارة منخفضة نسبيا وتحت الضغط الجوي العادي وفي زمن قصير، ولكن يعيب هذه الطريقة انخفاض مدة صلاحية المنتجات المجففة بسبب أن التركيب المسامي يؤدي إلى سهولة ادمصاص الرطوبة والأكسجين واللذان يعتبران من أهم عوامل الفساد في الأغذية.

8) الفرز النهائي :

يتم فرز المواد الغذائية المجففة أو تقطيعها وفقا لمواصفات المنتج النهائي من حيث الوزن واللون والحجم وغيرها من المواصفات حيث تحدد خلالها درجات الجودة فعلى سبيل المثال الخوخ بالدرجة الممتازة يجب أن تكون ثماره في حدود 100 ثمرة / كغ بينما الدرجة الجيدة 100- 180 ثمرة / كغ.

9) ضغط الفواكه المجففة في قوالب :

يتم اللجوء إلى هذه العملية في بعض أنواع الفواكه القابلة للانضغاط في قوالب كما هو الحال في التمور والزبيب حيث يتراوح الضغط المطبق 50 - 150 كغ/سم2.

10) تعبئة وتغليف الثمار :

يجب أن تتم عملية تعبئة المواد الغذائية المجففة ضمن عبوات محكمة الإغلاق كأكياس البولي إيثيلين، ويتم عادة وضع مواد ماصة للرطوبة داخل هذه الأكياس لحماية المادة الغذائية المجففة، كما تتم التعبئة في جو خالي من الأكسجين حيث يتم استبدال الأكسجين الداخلي في العبوات بأحد الغازات الخاملة.

تخزين المواد الغذائية المجففة :

يجب أن يكون المكان المخصص لتخزين المواد الغذائية المجففة بارد وجاف ونظيف حيث أن وصول الرطوبة لهذه المواد المجففة يؤدي إلى تغير في صفاتها الطبيعية فلو أخذنا البسكويت كمثال نلاحظ أنه يفقد صفة القرمشة المميزة له إذا وصلت نسبة الرطوبة إلى 50-40 %.

أما فيما يتعلق بالخضار والفواكه المجففة فيجب أن لا تتجاوز الرطوبة النسبية للجو المحيط بها 40 % حيث أثبتت التجارب أن الخضار المجففة إلى رطوبة 5 % فما دون يكون تخزينها صعبا إلى أنها تبقى سليمة لفترة طويلة أما عندما تصل الرطوبة إلى 10% فإنه من المحتمل حصول تبدلات فيزيائية في تركيب المادة بالإضافة إلى انخفاض في قيمتها التغذوية، وعندما ترتفع هذه الرطوبة إلى 15% يؤدي ذلك إلى حدوث الإصابة الفطرية في المادة المجففة.

أما بالنسبة للفواكه المجففة فإن نمو الفطريات لا يحصل إلى عندما تزيد رطوبة المادة المجففة عن 24 %، ونتيجة لما سبق ينبغي مراقبة الرطوبة النسبية المحيطة بالمواد الغذائية المجففة والتي تعتبر من أهم عوامل الفساد في الأغذية المجففة.

التجفيف الصناعي لبعض المواد الغذائية :

(1) تجفيف العنب Grape dehydration:

من المعروف أن العنب من الفواكه التي يكثر تجفيفها في بلداننا وتتلخص عملية التجفيف بالخطوات التالية :

* جني المحصول عند تمام النضج حيث تكون العناقيد سليمة وخالية من الثمار الفاسدة أو المصابة، كما يجب أن تصل نسبة المواد الصلبة الذائبة ومركبات النكهة أقصاها .

* غمر عناقيد العنب في محلول ساخن من الصودا الكاوية تركيزه 0.6% لمدة خمس ثواني وذلك بهدف التخلص من الطبقة الشمعية التي تغطي حبات العنب بالإضافة إلى إحداث شقوق سطحية تسهل عملية إزاحة الماء من النسج الداخلية في الثمار خلال التجفيف.

* غسيل عناقيد العنب بشكل جيد بواسطة الماء البارد حتى يتم إزالة آثار القلوي بشكل كامل.

* إجراء عملية الكبرته بشكل مماثل لطريقة إجرائها في التجفيف الطبيعي.

* تنشر العناقيد على صواني التجفيف بكثافة 3 - 5 كغ/م2 ثم توضع في المجفف (مجفف الأنفاق) حيث يتم التجفيف على درجة حرارة 70 م ولمدة تتراوح بين 15 - 20 ساعة، ثم بعد ذلك يتم إخراج الصواني من جهاز التجفيف وتبرد ويتم تسوية الرطوبة الداخلية للثمار المجففة حيث يجب أن تكون الرطوبة النهائية للعناقيد 20-15 %.

* تنقل العناقيد إلى أجهزة الفرط الآلي حيث يتم خلالها نزع الأعناق، ثم تفرز الثمار وتعبأ .

(2) تجفيف التين Fig dehydration

يتم تجفيف التين وفقا للخطوات التالية :

* جني المحصول في مرحلة النضج المناسبة للتجفيف ثم تجري على الثمار عملية تقطيع إلى أنصاف أو أكثر كما يمكن ترك الثمرة على حالها .

* تغطيس الثمار في محلول الصودا الكاوية الساخن بتركيز 1-3% لمدة ثلاثين ثانية .

* غسيل الثمار بشكل جيد بالماء البارد للتخلص من آثار المادة القلوية.

* إجراء عملية الكبرتة.

* توزيع الثمار على صواني التجفيف بكثافة 3 - 5 كغ/م2 ثم تجري عليها عملية التجفيف بواسطة مجفف الأنفاق على الدرجة 65 م ولمدة 10-20 ساعة وذلك تبعا لنوع وحجم الثمار.

* بعد انتهاء مدة التجفيف يجب أن تتراوح الرطوبة النهائية للثمار المجففة بين 16 - 20% ويتراوح مردود التجفيف بين 1 مادة جافة لكل 3 - 4 مادة طازجة.

(3) تجفيف الجزر Carrot dehydration:

* يتم انتخاب الجزر ذو اللون البرتقالي الداكن في مرحلة النضج الكامل حيث يكون غنيا بمادة بيتا كاروتين، وتفضل الجذور المخروطية أو الاسطوانية الخالية من الإصابات الفطرية، ويجب أن يكون الجزر طريا خالياً من الألياف المتقرنة.

* تجري على الثمار المنتخبة عملية غسيل وذلك ضمن أحواض مجهزة بفراشي آلية، وغالباً ما يتم نقع الجزر في الأحواض لمدة 0.5- 1 ساعة بهدف التخلص من الأتربة العالقة .

* إزالة القشرة عن الثمار ويتم ذلك إما بواسطة التقشير الميكانيكي والتي يتراوح نسبة الفقد فيها 20-30 % أو بواسطة التقشير بالقلوي أو باللهب حيث لا يتجاوز نسبة الفقد فيها 5%.

* يتم فرز الثمار مرة أخرى وإزالة الثمار المصابة والتالفة.

* تقطع الثمار إلى قطع صغيرة مكعبة الشكل وذلك بواسطة أجهزة التقطيع الميكانيكي كما يمكن أن تتم هذه العملية يدويا، ثم تجري عملية سلق للثمار في البخار الساخن لمدة 6-10 دقائق.

* توزع الثمار على صواني التجفيف بكثافة 4 - 5 كغ/م2، ثم تجري عليها عملية التجفيف بواسطة خطوط التجفيف السريري المعلق على درجة حرارة 65 م ، وبعد انتهاء التجفيف يجب أن تكون الرطوبة في المنتج النهائي في حدود 5 %.