التجفيف

**مهندس عصام** الأربعاء مايو 12, 2010 12:42 am

هو عملية ينتج عنها خفض المحتوى الرطوبي للمادة نتيجة لتبخير الماء منها وبالتالي تركيز ما تحتوي عليه من المكونات الصلبة الذائبة وبذلك يمكن حفظها لفترات طويلة دون الخوف من سرعة تعرضها للتلف حيث أنه كلما كانت نسبة الرطوبة بالمادة مرتفعة كلما كانت مجال خصب بالنسبة لنمو الكائنات الدقيقة ونشاط الأنزيمات .

اولا- خطوات تجهيز ثمار الفاكهة :-

1- انتخاب أصناف الفاكهة التامة النضج فتجفيف الثمار غير تامة النضج يؤدي لتكوين لون غير مغري ومذاق غير مستحب وانكماش ظاهر في شكلها الخارجي .
2- العناية بقطف ثمار الفاكهة حتى لا يتسبب ذلك في قلة جودتها .
3- مراعاة انتخاب أصناف الفاكهة والخضر التي بها نسبة مرتفعة في المواد الصلبة أي نسبة الرطوبة بها قليلة وبذلك يمكن زيادة نسبة التجفيف وتقليل كمية الماء الواجب تبخرها من المادة الطازجة .
4- مراعاة عدم تلف الثمار التي تحدد جودة المنتجات المجففة مثل ارتفاع نسبة الكاروتين في الجزر والبطاطا ونسبة فيتامين C في الفاكهة وانخفاض نسبة السكريات المختزلة وما إليها من صفات مشابهه .
5- مراعاة عدم تلف الثمار في فترة جمعها وتجفيفها ؛ لذلك يجب جمعها وتجفيفها في أقصر وقت ممكن .
6- تغسل جميع الخضروات وخاصة الجذرية غسلا جيدا ولا ينصح بغسل الفاكهة إلا إذا كانت معاملة بأحد المبيدات الحشرية ؛ أو جمعت من الأرض .
7- لتسهيل التجفيف ولإنتاج فاكهة أو خضروات مظهر أفضل ومذاقا أحسن تتم عملية الفرز والتنظيف والتقطيع وإزالة النقي والتقشير .
8- الغمر في محلول قلوي مثل الصودا الكاوية 0.5 % وذلك لإزالة التربة وتليين سطح الثمار ليسهل تقشيرها وتبخير الماء منها .
9- الكبرتة . معاملة الثمار بغاز ثاني أكسيد الكبريت من أجل :
- إيقاف عمل الإنزيمات خاصة المؤكسدة .
- تمنع أكسدة سطح الثمار بالهواء .
- تساعد على المحافظة على اللون والشكل الطبيعي .
- تساعد على استخدام درجات حرارية عالية في عملية التجفيف .
- تأخر معدل فقد الفيتامينات أ , ب .
- لإطالة مدة التخزين نتيجة لتأثير غاز ثاني أكسيد الكبريت على نشاط الأحياء الدقيقة .
10- التبخير . تبخر الفاكهة كالبلح ومعظم الخضروات قبل أو بعد عملية التجفيف للتخلص من الآفات الحشرية.
ويعتبر التجفيف أحد أقدم الطرق المستخدمة في حفظ الغذاء فقد كانت المجتمعات البدائية بالتجفيف باستخدام الطاقة الشمسية من قديم الزمن ولإزالة عملية تجفيف الغذاء مهمة كطريقة من طرق الحفظ . وترجع أهمية تجفيف المحاصيل الزراعية للأسباب التالية :-

1- يسمح التجفيف بالحصاد المبكر للمحاصيل على محتوى رطوبي مرتفع مما يقلل من الفقد عن طريق الرياح أو التفريط بسبب الحركة الميكانيكية .
2- السماح بإجراء عمليات تمهيد مرقد البذرة للمحصول التالي مبكرا .
3- يسمح بعمل جدولة لعملية الحصاد مما يؤدي إلى استخدام أفضل للعمالة والآلات .
4- زيادة العمر التخزيني بدون تلف .
5- يسمح للزراع بالحصول على مميزات أسعار المنتج المرتفعة في بداية الموسم أو تخزينه حتى يرتفع سعره .
6- خفض الحجم الكلي للمنتج مما يقلل من تكاليف التخزين والشحن والنقل .
والأغذية المجففة تخزن لفترات طويلة بدون تلف وذلك لأن معظم الميكروبات المسببة للفساد لا يمكنها النمو والتكاثر بدون وجود وفرة من الماء كما أن الإنزيمات التي تسبب تغيرات غير مرغوبة لا يمكنها التفاعل بدون ماء .
ثانيا أشكال الرطوبة في المواد الغذائية :-

تتواجد الرطوبة في المواد الغذائية بعدة طرق هي :
1- رطوبة التأين : Water of hydration
عبارة عن الماء المرتبط مع مكونات المادة بروابط كيميائية ويعتبر جزء من المادة وهو غير متوافر للتجفيف إذا لا يدخل ضمن الماء المستخدم في تقدير المحتوى الرطوبي للمادة .

2- الرطوبة المرتبطة :Bound moisture
يرتبط هذا الماء مع المادة بروابط طبيعية أو فيزيقية عادة بقوة سطحية أقوى من القوى المسببة لتكثيف الماء وتسمى برطوبة الأدمصاص . وفقد رطوبة التأين يكون غير قابل للانعكاس وينتج عنه تفكك في المادة الجافة وإزالته أمر غير مرغوب فيه ولا يدخل ضمن حسابات المحتوى الرطوبي للمادة .

3- الرطوبة الحرة :Free moistor
هي الماء غير المرتبط أو ماء التكثيف والحرارة اللازمة لتكثيف تلك الرطوبة تتساوى مع الحرارة اللازمة لتبخير الماء العادي عند نفس درجة الحرارة .

4- رطوبة الاتزان :Equilibrium moisture
المحتوى الرطوبي المتوازن : المواد الزراعية مواد هيجروسكوبية إذا تعرضت لهواء بدرجة حرارة معينة ورطوبة نسبية معينة فقد تفقد هذه المادة رطوبة إلى الهواء أو تكتسب منه رطوبة أو تبقى معه في حالة توازن أي لا تفقد ولا تكتسب . وفي الحالة الأخيرة يسمى المحتوى الرطوبي للمادة بالمستوى الرطوبي المتوازن وتتوقف قيمته على المادة الزراعية وعلى درجة حرارة الهواء ورطوبته النسبية .
فهي عملية توازن بين المادة والوسط المحيط بها وعندها لا يتم تبادل للرطوبة والمحتوى الرطوبي للمادة ويسمى المحتوى الرطوبي المتوازن E.M.C .
وتأخذ منحنيات المحتوى الرطوبي المتوازن عند رسمها كدالة في الرطوبة النسبية للهواء شكل حرف S وتعرف بشكل السيجمود Sigmoid shape والشكل التالي يوضح مثال تقليدي لشكل منحنى المحتوى الرطوبي المتوازن في حالة التجفيف وفي حالة الترطيب . ويلاحظ أن منحنى التجفيف أعلى ممن منحنى الترطيب وكلاهما يأخذ حرف S .
ثالثا الطرق الرئيسية لتجفيف المنتجات الغذائية :

عملية التجفيف كما أشرنا مسبقا هي عملية ازالة الرطوبة من المادة الغذائية ويتم ذلك في معظم الحالات بتبخير الماء الموجود في المادة وذلك عن طريق إمداد المادة بالحرارة الكامنة اللازمة للتبخير . لذا فعملية التجفيف تحتوي على عمليتان أساسيتان كما يلي :
1. انتقال الحرارة إلى المادة لإمدادها بالحرارة الكامنة اللازمة للتبخير .
2. حركة الماء أو بخار الماء خلال المادة الغذائية إلى السطح تم تبخير الماء على السطح . وسوف نتكلم عن حركة الماء فيما بعد .
وهناك ثلاث طرق أساسية للتبخير وهي كما يلي :

التبخير بالهواء والتلامس (Air or contact drying ) تحت الضغط الجوي العادي :
في هذه الطريقة يتم تزويد الغذاء بالحرارة اللازمة لتبخير الماء إما بواسطة هواء ساخن أو أسطح ساخنة وفي هذه الحالة فإن الماء يزال كبخار ماء محمولا مع الهواء المحيط بالمادة الغذائية .

التجفيف تحت تفريغ ( Vaccum drying ) :
في هذه الطريقة يتم استغلال حقيقة أن عملية التجفيف تتم بسهولة جدا تحت الضغوط المنخفضة مقارنة بالضغوط الكبيرة . وبصفة عامة يكون انتقال الحرارة بالتوصيل فقط أثناء عملية التجفيف تحت تفريغ .

التجفيد ( Freez drying ) :
في التجفيد تجمد المادة أولا ثم يتسامى بخار الماء من المادة المجمدة .

رابعا ميكانيكية حركة الرطوبة خلال المواد الغذائية :
كما سبق أن اشرنا لابد للرطوبة أن تتحرك داخل المادة الغذائية متجهة إلى السطح ثم تحمل مع الهواء المحيط بالمادة الغذائية من على السطح وهناك عدة ميكانيكيات تتحرك بها الرطوبة من داخل المادة إلى السطح كما يلي :

الحركة الشعرية ( Capillary movement ) :

الحركة الشعرية هي نفس الميكانيكية التي بواسطتها تنتشر قطرة من الماء خلال قطعة ورق نشاف . كلما أزيلت الرطوبة من السطح بالتبخير , تسحب الرطوبة من الداخل بواسطة القوى الشعرية تكون ذات فاعلية في مراقد الأجسام الصلبة المحببة وفي الأجسام الصلبة ذات البناء المتماسك .

انكماش الأجسام الصلبة ( Solid shrinkage ) :

معظم الأجسام الصلبة التي من أصل بيولوجي تنكمش عند تجفيفها . هذا الانكماش يكون له نفس التأثير مثل عصر إسفنجية فالانكماش يؤدي إلى دفع الرطوبة إلى السطح .

الانتشار في الأجسام الصلبة ( Solid diffusian ) :

الرطوبة المرتبطة أو الحرة يمكن أن تنتشر خلال الأجسام الصلبة . انتشار الرطوبة خلال جدران الخلية ظاهرة معروفة وتلك الظاهرة تكون مهمة في تجفيف المواد الجيلاتينية مثل الصابون أو الصمغ .

الانتشار السطحي ( Surface diffusion ) :

الرطوبة المدمصة يمكن أن تنتشر خلال سطح صلب من منطقة ذات محتوى رطوبي عالي إلى محتوى رطوبي منخفض .

الانتشار الغازي ( Gaseous diffusion ) :

بعدما يجفف الجسم الصلب جزئيا , ربما تتبخر أي من الرطوبة الحرة أو المرتبطة تحت السطح وتمر خلال القشرة المسامية الجافة بالانتشار الغازي وهذه هي الميكانيكية السائدة في التجفيد .

حركة البخار كنتيجة للانحدار في الضغط :

هذه تكون مشابهه للانتشار الغازي ولكن تحدث كنتيجة للفرق في الضغط الكلي للغاز بدلا من الفرق في الضغط الجزئي لبخار الماء . وعادة تحدث أثناء التجفيف تحت تفريغ عندما يحفظ الضغط الكلي عند قيمته أقل من ضغط بخار الماء في داخل الجسم الصلب العادي .