تصنيع و تجفيف الخضر و الفاكهة

Admin عدد المساهمات : 4080 تاريخ التسجيل : 07/04/2013

تصنيع و تجفيف الخضر و الفاكهة

مقدمة

عرفت طريقة الحفظ بالتجفيف منذ العصور القديمة – وذلك عن طريق استغلال الطاقة الشمسية – والتى مازلت حتى الآن تتبع فى بعض أصناف الخضر والفاكهة . وتتلخص عملية التجفيف فى خفض رطوبة المواد الغذائية ورفع تركيز المواد الصلبه الذائبة بها إلى حد يوقف أو يثبط نمو الأحياء الدقيقة والأنزيمات . وتتميز المواد الجافة باحتفاظها بقدر من الرطوبة يتراوح غالباً بين 16 – 22 % وتختلف عن ذلك المواد المجففة كيمائياً وتعتبر على العموم كمواد غذائية مكثفة – وتحتفظ بمعظم خواص المواد الطازجة المحضرة منها .
ويعتبر حفظ الأغذية بالتجفيف الطبيعى ( باستخدام أشعة الشمس المباشرة ) من أقدم الصناعات الغذائية حيث مارسه الإنسان القديم عند وفرة غذائية فى بعض فصول السنة . وقد برع القدماء المصريين فى تجفيف ثمار الفاكهة كالعنب والبلح والتين والرمان ومازال التجفيف الطبيعى أو الشمسى للأغذية يتبع حتى الآن وعلى نطاق تجارى ولكن بإدخال بعض التحسينات والمعاملات التكنولوجية لرفع جودة المنتجات المجففة . وإلى جانب طريقة التجفيف الطبيعى قامت صناعة التجفيف الصناعى للمواد الغذائية ( باستخدام أفران التجفيف ) ، ويتميز التجفيف الصناعى عن التجفيف الطبيعى بإمكان القيام به فى أى وقت من السنة دون التقيد بالظروف الجوية ، كما يمكن فيه التحكم فى الشروط والمواصفات الخاصة بالإنتاج .
وقد عرف قدماء المصريون حفظ البلح والعنب والنبق بتجفيفها وكانوا يعمدون إلى تجفيف الزائد من المحصول للإنتفاع به فى وقت غير وقته . وقد تزداد عجباً إذا علمت إن قدماء المصريين هم أول من عرفوا حفظ التين وطبخة وتجفيفه وكسبه بالطريقة المتبعة فى بلاد الشام فى وقتنا الحاضر أو طريقة مشابهة لها . وقد شوهدت عينات طبيعية لمثل هذه المواد المجففة بالمتحف الزراعى يرجع تاريخها إلى أكثر من 23 قرناً وهى لاتزال محتفظة برونقها . وتستطيع من الآثار وما عليها من نقوش أن تدرك أن أجدادنا أول من عرف تمليح الأسماك وتجفيفها .
وأخذت صناعة التجفيف تنمو رويداً رويدا وتنشر هنا وهناك إلى أن جاءت الحرب العالمية الثانية وشغلت السفن بنقل الجنود والمعدات الحربية فأصبح من الضرورى تجفيف الأغذية لتقليل حجمها حتى تشغل أقل حيز ممكن عند نقلها ، حيث أن معظم أصناف الخضروات والفاكهة التى نتناولها تحتوى على قدر من الماء يصل إلى 85 – 90 % من وزنها . ولما اشتدت الحرب العالمية الثانية وزادت حاجة الجيوش التى كانت بالبلاد فى ذلك الوقت إلى الأغذية المجففة خفيفة الوزن أنشى أول مصنع حديث مجهز بالآلات اللازمة للتجفيف على نطاق كبير فى سنة 1943 لتجفيف البصل وبعض الخضروات الأخرى كالجزر والبطاطس والبنجر .وعندما إنتهت الحرب العالمية الثانية توقفت المصانع عن تجفيف باقى الخضروات وجعلت إنتاجها قاصراً على تجفيف البصل الذى وجد رواجاً وإقبالاً عليه فى الأسواق الخارجية لما يتمتع به البصل المصرى من شهرة واسعة وإحتفاظاً برائحته .
ويوجد حالياً فى البلاد بعض مصانع التجفيف بعضها فى الإسكندرية وكفر الدوار وبورسعيد وسفاجا وسوهاج .
وبالنسبة لتجفيف الفاكهة فى مصر فالجو فى مصر صالح لانتشار صناعة التجفيف وللأسف فإن هذه الصناعة مازلت قاصرة على إنتاج بعض أنواع البلح وتستورد من الخارج المشمش وقمر الدين والزبيب والقراصيا . اما البلح فله عشرة مصانع لتجفيفه ملحقة بالوحدات الزراعية فى المناطق الغنية بالنخيل . والجدير بالذكر أنه للتوسع فى صناعة التجفيف لابد من زراعة أصناف صالحة للتجفيف والاهتمام بتجارب التجفيف المختلفة .

تعريف التجفيف

تعريف التجفيف من الناحية الكيميائية البحتة :

يعرف التجفيف من الناحية الكيميائية البحتة بأنه عبارة عن معاملة المادة الرطبة بطريقة مناسبة لفصل ما تحتويه من رطوبة عن الجزء الجاف ، والطرق إلى ذلك عديدة منها ( الترسيب الكيماوى – الامتصاص – التبخير – الطرد المركزى – تحليل الماء إلى أكسجين وهيدروجين ) .
تعريف التجفيف من ناحية الصناعات الغذائية :

ويعرف التجفيف من ناحية الصناعات الغذائية بأنه عبارة عن خفض ما تحتويه المادة الغذائية من رطوبة لرفع تركيز المواد الصلبه بالقدر الكافى لتثبيط عوامل الفساد ( ميكروبات – انزيمات – تفاعلات كيميائية ) مع المحافظة على أكبر قدر ممكن من خصائص المادة الطبيعية والكيميائية الحيوية . ففى الفاكهة يتم خفض نسبة الرطوبة إلى 16 – 22 % وفى الخضر يتم خفض نسبة الرطوبة إلى 4 – 6 % أى أن عامل الحفظ فى التجفيف عموماً هو خفض درجة الرطوبة إلى الحد الذى يثبط نشاط الأحياء الدقيقة والأنزيمات ويقلل التفاعلات الكيميائية التى تؤدى للفساد . ويشترط فى المادة الغذائية الجافة سرعة تشربها بالماء عند نقعها فيه مسترجعة أكبر قدر ممكن عملياً من صفات المادة الغذائية الطازجة .

مزايا و عيوب عملية الحفظ بالتجفيف

أولاً : مزايا الحفظ بالتجفيف :

· يعتبر الحفظ بالتجفيف من أكثر طرق الحفظ استخداماً لانخفاض التكاليف ورخص ثمن العبوات وعدم الحاجة إلى التخزين داخل مخازن مجهزة تجهيز خاص كالثلاجات .
· الرخص النسبى لثمن المواد الجافة تبعاً لانخفاض نفقات صناعتها وعدم الحاجة لإستعمال مواد ثانوية تزيد قيمتها مثل السكر والعلب وخلافها .
· قلة وزن وحجم المواد المجففة وبالتالى سهولة النقل والتخزين .
· احتفاظ بعض المواد الغذائية المجففة بصفاتها الطبيعية وصلاحيتها للتخزين وبقاءها بدون تلف خصوصا عند العناية بتصنيعها وتخزينها .
· بعض الأغذية المجففة أصبحت مألوفة للمستهلك مثل الشاى واللبن والبن والنعناع .
· تفيد فى إعداد وجبات الطوارىء والحروب والكوارث .
· الاحتفاظ بالمادة الغذائية عند ندرتها وبالتالى تنظيم عمليات العرض والطلب .
ثانياً : عيوب عملية الحفظ بالتجفيف :

· تختلف صناعات الأغذية المجففة عن الطازجة من حيث الطعم والمظهر والقوام بقدر يختلف حسب نوع المادة وطريقة تجفيفها .
· لها تأثير فسيولوجى سيىء عند مداومة التغذية عليها .
· قصر مدة حفظها لتعرضها لفتك الحشرات عند عدم العناية بالتخزين أو التصنيع .
· تفقد بعض المواد المجففة بعض صفاتها الحسية وبعض من قيمتها الغذائية سواء اثناء التجفيف أو التخزين .
· شدة تغير لون المنتجات واكتساب معظم الخضروات الجافة طعم غريب .
· تحتاج الأغذية المجففة عند تحضيرها للاستهلاك إلى عملية نقع لتتشرب بالماء ثانية ويستغرق ذلك مدة تطول أو تقل حسب نوع المادة وطريقة التجفيف .
· مدة حفظ الأغذية بالتجفيف قليلة بالمقارنة بطرق الحفظ الأخرى خاصة عند ارتفاع نسبة الرطوبة بها .

بعض المصطلحات الهامة فى التجفيف

نسبة الانكماش :

يقصد به النسبة بين كمية المادة الخام الكلية بقشورها وأجزائها الغير مرغوبة مثل البذور وغيرها وكمية المادة المجففة الناتجة . فإذا قيل أن نسبة الانكماش فى البطاطس 7 : 1 فمعنى ذلك أن كل 7 كيلو بطاطس خام يدخل إلى المصنع تعطى كيلو جرام واحد من البطاطس المجففة .
نسبة التجفيف :

هى نسبة توضح النسبة بين كمية المادة الداخلة للتجفيف وكمية المادة الناتجة المجففة . أى النسبة بين كمية المادة بعد ازالة قشورها والأجزاء غير المرغوب فيها وبين كمية المادة المجففة الناتجة ويعبر عنها هكذا على سبيل المثال 5 :1 ومعنى ذلك أن كل 5 أوزان من المادة الداخلة إلى المجفف تعطى بعد تجفيفها وزناً واحداً من المادة المجففة ودائماً يكون الرقم الثانى واحد صحيح .
نسبة التشرب :

عبارة عن النسبة بين كمية المادة بعد التشرب وكميتها قبل التشرب ويعبر عنها بالنسبة 6 : 1 أو 8 : 1 . ومعنى أن نسبة التشرب لمادة مجففة 6 : 1 هو أن كل 6 أوزان من المادة بعد التشرب تنتج من وزن واحد من المادة الجافة .

تأثير التجفيف على المواد الغذائية

أولا : تأثير التجفيف على القيمة الغذائية :

تتأثر القيمة الغذائية للأغذية المجففة بعمليات السلق وطريقة السلق وطريقة التجفيف ونسبة الرطوبة فى الناتج النهائى والخواص الطبيعية للمادة الغذائية وطريقة التغليف وكذلك ظروف التخزين . أثناء التجفيف تقل كمية بعض الفيتامينات فى المادة الغذائية كفيتامين ج بصورة تتوقف على ظروف التجفيف ذاتها ففى الخضار المجفف بعد السلق تنخفض نسبة هذا الفيتامين إلى النصف كما يقضى التجفيف الشمسى للفواكه على معظم محتواها من فيتامين ج ويزداد ثبات فيتامين ج أثناء تخزين الأغذية المجففة بإنخفاض نسبة الرطوبة فيها وبإنخفاض درجة حرارة التخزين ، وبتعبئة المواد الغذائية المجففة فى جو من ثانى أكسيد الكربون أو النيتروجين فإنه يساعد على احتفاظ المواد المجففة بالكاروتين وحمض الاسكوربيك .
كما أن عملية الكبرته تؤدى لتلف جزء من فيتامين ( ب1 ) ( الثيامين ) فى حين أن باقى فيتامينات مجموعة فيتامين ( ب ) لا تتأثر أثناء التجفيف . وجدير بالذكر أن عمليات الكبرته والتجفيف بمعزل عن الهواء يحافظ على اللون الأخضر أما الكاروتين العديم الشبع فإنه يتعرض أثناء التجفيف للأكسدة والتحلل فعل العديد من العوامل معطيا مواد عديمة القيمة الغذائية ذات طعم ونكهة غير مرغوبة أحياناً .
كما أن عملية التجفيف لا تؤثر على الأحماض الأمينية الأساسية الموجودة فى البروتين وقد يحدث تغير فى التركيب الطبيعى للبروتين يجعله أسهل هضماً ويزول الأثر الضار لبعضها على بعض الناس . إلا إن القيمة الغذائية للبروتين تنخفض تحت ظروف التخزين السيئة .
وبالنسبة للكربوهيدرات فإن معظم التغيرات التى تحدث لها أثناء التجفيف تكون نافعة وتؤدى إلى زيادة قابلية الجسم للاستفادة منها ، كما يحدث تغييرات فى الجدر الخلوية تؤدى إلى سهولة وصول العصارات الهاضمة للخلية والاستفادة من محتوياتها . إلا أنه قد ينتج أثناء التخزين تحولات فى المواد الكربوهيدراتية تؤدى لتكوين مركبات ضارة صحياً مثل مركب هيدروكسى ميثيل فورفورال .
ويحدث للدهون أثناء التجفيف والتخزين بعض التغيرات نتيجة نشاط انزيم الليبيز أثناء عملية التجفيف ذاتها أو فى ظروف التخزين غير المناسبة مما يؤدى إلى التحلل المائى للدهون الذى ينتج عنه أحماض دهنية قصيرة السلسلة الكربونية تسبب الرائحة الكريهة ( التزنخ ) .
ثانياً : تأثير عملية التجفيف على عوامل الفساد

1- تأثير التجفيف على الأحياء الدقيقة :

الغرض الرئيسى من التجفيف هو خفض المحتوى الرطوبى للأغذية والذى يحد من نمو الأحياء الدقيقة ( بكتريا – فطريات – خميرة ) ويعتمد ذلك على المحتوى الرطوبى للغذاء ، وفى المنتجات المجففة يتوقف نمو الأحياء الدقيقة على النشاط المائى للغذاء وتركيبه ومقدرته على إمتصاص الماء . وبصفة عامة فإن الفطريات تنمو على نشاط مائى أقل من الخمائر التى تنمو على نشاط مائى أقل من البكتريا ، ولذلك فإن الفطريات تعتبر أهم الأحياء الدقيقة التى تنمو فى الأغذية المجففة يليها الخمائر ثم البكتريا . ومما هو جدير بالذكر أن تعبئة المواد الغذائية المجففة فى عبوات سليمة غير منفذة للرطوبة تؤدى إلى إيقاف نمو الأحياء الدقيقة . ويمكن خفض النشاط المائى بإضافة المواد الصلبه الذاتية مثل السكر والملح .
2- تأثير التجفيف على التفاعلات الكيميائية :

تنشط التفاعلات الكيميائية أثناء عملية التجفيف والتخزين للمواد الغذائية نظرا لارتفاع درجات الحرارة وأهم هذه التفاعلات الضارة تفاعل ميلارد والتزنخ الأوكسيدى للدهون ، وهما تفاعلان متسلسلان يؤديان إلى تكوين مركبات ذات طعم ونكهة غير مرغوبة . كما ينتج عن تفاعل ميلارد ( تفاعل بين مجموعة الالدهيد أو الكتيون فى السكر ومجموعة الأمين فى الحامض الأمينى ) لون بنى غامق وهذا ما يعرف بالتلون البنى غير الأنزيمى ، وقد وجد أن ارتفاع نسبة الرطوبة للمادة الغذائية ينشط تفاعل ميلارد إلا أنه يثبط التزنخ الأوكسيدى ووجود المعادن و الاوكسجين ينشط من التزنخ الأوكسيدى . فى حين أن المعاملة بثانى أكسيد الكبريت تقلل من تفاعل ميلارد .
3- تأثير التجفيف على الانزيمات المؤكسدة :

ينخفض نشاط الانزيمات بانخفاض نسبة الرطوبة فى المادة الغذائية حيث يصبح ضئيلاً جداً عند نسبة رطوبة 1 % . اما نسبة الرطوبة العالية فى المادة الغذائية فتسبب الكثير من المشاكل مما يتحتم معه التخلص منها عن طريق التجفيف ويتم ذلك بالحرارة ، وتعتبر الحرارة الجافة أقل فاعلية فى قتل الانزيمات من الحرارة الرطبة . وتستخدم أيضاً الكيماويات لتقليل نشاط الإنزيمات ، وأهم الكيماويات المستخدمة هى مركب ثانى أكسيد الكبريت بالنسب المقررة . ويجب أن يختبر تمام قتل الإنزيمات خاصة المؤكسدة منها ( الكتاليز أو البيروكسديز ) لأنها تسبب التلون البنى الانزيمى وجدير بالذكر أن هذه الانزيمات قد تنشط أثناء عملية التجفيف على درجة أقل من 70 درجة مئوية .

المبادىء الأولية لصناعة التجفيف

تقوم صناعة التجفيف على إعتبارين هامين هما طرد مقدار مناسب من رطوبة المواد الغذائية منعاً لفسادها مع الإحتفاظ بأكبر قدر ممكن من الخواص المميزة لها . ولذلك تتوقف هذه الصناعة على عاملين رئيسين هما :
1- ملائمة درجة حرارة التجفيف للتركيب الكيماوى والطبيعى للمواد الغذائية :

والاصل فى التجفيف إستعمال درجات حرارة مرتفعة كافية لإهلاك الأحياء الدقيقة والإنزيمات ولا تؤدى فى نفس الوقت إلى إحتراق المادة الغذائية . وتتوقف درجة حرارة التجفيف على مقدار ما تحتويه المادة الغذائية من رطوبة وكذلك على تركيبها الطبيعى والكيماوى . ويجب دائماً التجفيف على أعلى درجة حرارة متيسرة عملياً على شرط ملاءمتها لصفات المادة منعاً لتلف خواصها . كما ويفضل فى بعض الحالات القيام بتبخير بعض المواد الغذائية ( قبل البدء بتجفيفها ) بغاز ثانى أكسيد الكبريت – وهو فى ذلك مادة حافظة كيمائية .
2- تنظيم حركة الهواء الساخن الملامس للمواد الغذائية وكذا رطوبته النسبية :

وتتوقف على هذا العامل مدة التجفيف ومدى تجانس المنتج المجفف .
الطرق العامة للتجفيف :

1- التجفيف بتبخير الماء من المادة الغذائية على درجة حرارة أقل من درجة غليان الماء :
وهذه الطريقة إما أن تتم بصورة طبيعية ( تجفيف شمسى ) أو تتم بصورة صناعية فى مجففات يتم التحكم فيها بسرعة الهواء ودرجة حرارته ورطوبته النسبية .
2- التجفيف بتبخير الماء على درجة حرارة الغليان :
وهذه الطريقة إما أن تتم تحت ضغط الجو العادى أو تتم تحت تفريغ قليل أو كبير لخفض درجة حرارة غليان الماء إلى الحد المناسب وهى طريقة تجفيف صناعية .
3- التجفيف بالتجميد :
وفيها تجمد المادة الغذائية بخفض درجة حرارتها إلى الدرجة المناسبة أولا ثم تعرض لدرجات تفريغ شديدة فيتحول الماء من الحالة المتجمدة إلى الحالة الغازية دون المرور بالحالة السائلة وهذه الظاهرة تعرف بالتسامى ، وهذه الطريقة عالية التكاليف وتستخدم فى المواد ذات القيمة الاقتصادية المرتفعة .

أنواع التجفيف وأنظمته

يقسم التجفيف حسب الطرق المتبعة فى إجرائه إلى نوعين هما :
التجفيف الشمسى ( التجفيف الطبيعى ) و التجفيف الصناعى . ففى التجفيف الشمسى أو الطبيعى تستخدم حرارة الشمس كمصدر طبيعى للحرارة ويستخدم الهواء الجوى كوسيلة لامتصاص ونقل الرطوبة المتبخره من المواد الغذائية للتخلص مما بها من رطوبة زائدة عن النسبة المسموح بها بعد التجفيف . أما فى التجفيف الصناعى فيتم إزالة الرطوبة الزائدة من المواد الغذائية بواسطة تنظيم درجة الحرارة وسرعة الهواء والرطوبة النسبية به صناعياً ، كما يتم التحكم فى مدة التجفيف وفى النسبة المئوية للرطوبة فى المادة الغذائية بعد التجفيف .

المواد الكيميائية المستخدمة فى التجفيف

تستخدم بعض المواد الكيميائية البسيطة والرخيصة الثمن فى صناعة التجفيف وأهم هذه المواد هو زهر الكبريت ويشترط فيه أن يكون جاف وسريع الاشتعال وصالح للاستخدام ، كما يجب أن يكون خالى تماماً من أثار الزرنيخ وأملاحه وكذلك من الزيوت . ويمكن أن يستعاض عن زهر الكبريت بمركب الصوديوم ميتابيسلفيت أو ثيوكبريتات الصوديوم وهذه المادة تستخدم بتركيزات صغيرة جداً . كما يستخدم مركب هيدروكسيد الصوديوم ( الصودا الكاوية ) بتركيزات صغيرة جداً لإحداث تشققات فى القشور الشمعية لبعض أنواع الفاكهة مثل العنب والبرقوق .
الصوانى المستخدمة فى التجفيف

تصنع هذه الصوانى من الأنواع الجيدة من الخشب الجاف المقاوم لفعل الحرارة المرتفعة وتتكون من براويز خشبية مستطيلة أو مربعة . وتختلف مقاساتها فى حالة التجفيف الشمسى طبقاً للمادة الغذائية المراد تجفيفها حيث تتراوح بين 2*3 متر إلى 3*8 متر .
بينما فى التجفيف الصناعى فيفضل أن تكون هذه الصوانى بدون قاع خشبى ولكن به ثقوب ( 8 ثقوب فى البوصة المربعة) ، أو يكون القاع من الصلب الذى لا يصدأ ، وقد تستخدم السدابات الخشبية فى صناعة قاع هذه الصوانى وتختلف أيضاً مقاساتها طبقاً للمادة الغذائية المراد تجفيفها حيث تتراوح بين 61*91.5 سم إلى 91.5*144 سم .
وتصنع هذه الصوانى من خشب مناسب كالموسكى وهذه يتراوح ارتفاعها من 3-5 سم وتحاط بجانبين طوليين ويترك الجانبين العرضيين لمرور الهواء عند صف الصوانى فوق بعضها ، ويجب الاحتفاظ بالصوانى فى حالة نظيفة تماماً ويجب غسلها بعد كل استعمال ثم تجفيفها .

التجفيف الطبيعى أو الشمسى

فى هذا النوع من التجفيف تستخدم الحرارة الناتجة من أشعة الشمس لتبخير كمية كبيرة من الماء أو الرطوبة التى تحتويها المواد الغذائية . وتحتاج هذه العملية إلى شمس ساطعة وحرارة مناسبة وبجانب ذلك تحتاج إلى مناشر" حوشات للتجفيف " ويشترط فى هذه المناشر قربها من البستان وأن تقع فى الجهة القبلية منه بعيدة عن الأتربة والرياح الممتلئة بالرمال .
الشروط الواجب توافرها فى أماكن التجفيف :

تجفف عادة معظم الفاكهة فى فضاء منعزل يعرف بحوشة التجفيف ( ويستثنى من ذلك العنب الذى يجفف غالباً بين الشجيرات ) ، وهكذا بعض أصناف التين . وتختلف مساحة حوش التجفيف باختلاف مساحة البستان وأنواع الفاكهة التى تحتويها وتكفى عادة مساحة قدرها .0.5 – 1 فدان لكل 20 فدان من البساتين المثمرة . ويفضل عند انتخاب موقعها اختيار البقاع القريبة من البساتين ذات الموقع القبلى على أن تكون بعيدة عن الأتربة والمحال الباعثة للروائح الكريهة كالاسطبلات ومكامر الأسمدة وأماكن تربية المواشى والدواجن وكذلك مزارع خضروات الفصيلة الصليبية والقرنبيط .
ويراعى أيضاً اجتناب المواقع ذات التربة السهلة المفككة كثيرة الغبار فتختار المواقع ذات التربة الصلبه المتماسكة وتروى لمنع تطاير الأتربة من سطحها . ويفضل زراعتها ببعض المحاصيل الخضراء المستديمة كالبرسيم الحجازى أو الحشائش كالنجيل على شرط أن تحش وتسوى قبل موسم التجفيف .
ويفضل غرس أشجار خشبية حول حوشة التجفيف لصد الرياح عنها وتقام بالحوشات مظلات التقطيع ومبانى طرق زهر الكبريت ومخازن ومكاتب ثم تقسم مساحتها الباقية بطرق ضيقة إلى شرائح مستطيلة تعد لرص صوانى التجفيف .
مزايا التجفيف الشمسى :

· عدم الحاجة إلى إستعمال آلات لتوليد الحرارة اللازمة للتجفيف .
· رخص تكاليف الإنتاج حيث لا يحتاج إلى عناية كبيرة أو خبرة ودراسة فنية عالية لسهولة أدائه و إنتاجه .
· عدم الحاجة إلى رؤوس أموال كبيرة وفى إمكان الفلاح العادى أن يقوم به .
عيوب التجفيف الشمسى :

· استخدام عدد كبير من العمال لحمل الصوانى وتقليبها .
· عدم التحكم فى نسبة الرطوبة النهائية للمادة المجففة .
· تعرض الأغذية المجففة لفقد بعض مكوناتها من الفيتامينات كما تتعرض إلى تغير اللون .
· تتعرض بعض المواد المجففة لعبث الحشرات والطيور عند التجفيف فى المنشر وتعرضها إلى الأتربة والندى مما يؤدى إلى تلفها .
· تحتاج الثمار المراد تجفيفها على مناشر كثيرة مما يعطل مساحة كبيرة من الأرض عن الإستغلال .
· الأغذية المجففة شمسياً أقل جودة من المجففة صناعياً .
بعض التحسينات على التجفيف الشمسى :

· الاهتمام بالنظافة أثناء التجفيف بالنشر وعدم تعرضها للأتربة نهاراً أو الندى ليلاً .
· كبرته ثمار الفاكهة قبل التجفيف للمحافظة على اللون وتحسينه .
· وضع الثمار على المنشر فى طبقة واحدة على صوان خاصة لمنع تلوثها بالأتربة .
· تكون المناشر بعيدة عن مصادر الروائح الكريهة وكومات السماد ومزارع الكروم والقرنبيط .

التجفيف الصناعى

تجفيف المواد الغذائية صناعياً لهواء سبق تسخينه بحرق الوقود أو الكهرباء أو غيرها ، ويتم ذلك فى أفران خاصة تعرف بالمجففات وهى متعددة الأشكال والألوان وقد تكون هذه المجففات مخلخلة الهواء للمحافظة على أكبر قدر ممكن من القيمة الغذائية للمادة .
ويتميز التجفيف الصناعى عن التجفيف الطبيعى بجودة الناتج ونظافته وارتفاع قيمته الغذائية ، كما أنه يمكن اجراؤه فى أى وقت وفى أى بلد وفى مدة قصيرة من مصنع يحتاج إلى مساحة صغيرة وإنتاجه ضخم ، و الاساس الأول فى التجفيف الصناعى استخدام درجة حرارة مناسبة لتعطى مادة مجففة ذات طعم مقبول ولون جذاب وتقلل من نسبة فقد المواد الغذائية والفيتامينات . وتتراوح درجة الحرارة المناسبة للتجفيف ما بين 50 – 80 درجة مئوية .
كيفية استخدام درجة الحرارة فى التجفيف :

تولد الحرارة المطلوبة للتجفيف من الكهرباء أو الخشب أو المازوت أو السولار أو من الديزل ، وتعتبر الكهرباء أفضلها إلا أنها اكثرها تكلفة ، وتستخدم الحرارة أما عن طريق تسخين المادة تسخيناً مباشراً أو تسخيناً غير مباشر .
ففى التسخين المباشر يتم إمرار الهواء الساخن – الناتج من مصادر الحرارة المشار إليها – على المواد المراد تجفيفها مباشرة بدون وجود حائل يمنع إتصال الهواء الساخن بهذه المواد ، ويعاب على هذه الطريقة تعرض المواد الغذائية المجففة للاحتراق أو الاسمرار أو الاتساخ بذرات الاحتراق ، وتمتاز هذه الطريقة بانخفاض تكاليف التجفيف .
أما فى التجفيف بالتسخين غير المباشر يتم رفع درجة حرارة الهواء الملامس للمادة الغذائية عن طريق ملامسته لأسطح الأفران المستعملة أو الأنابيب المسخنه بالكهرباء أو بالبخار المضغوط .
وظائف الحرارة المستخدمة فى عملية التجفيف :

1- تسخين المادة الغذائية إلى درجة الحرارة التى يتم عليها التجفيف ، وهذا يؤدى إلى سهولة فصل الماء عن باقى مكونات المادة الغذائية وسهولة انتقاله إلى سطح المادة الغذائية مما يسهل تبخيره . وتعرف كمية الحرارة المستخدمة لهذا الغرض بالحرارة الظاهرة وفى الإنتاج العملى فإن حرارة التجفيف تتراوح بين 50 – 80 درجة مئوية وزيادة درجة الحرارة عن ذلك تؤدى لحدوث ظاهرة الجفاف السطحى . ويلاحظ أن نسبة رطوبة المادة الغذائية وطبيعتها و تركيبها من العوامل المحددة لدرجة حرارة التجفيف ، وتحسب كمية الحرارة المستخدمة فى التجفيف من المعادلة التالية : ( وزن المادة * الحرارة النوعية * عدد درجات الحرارة النوعية التى ارتفاعتها المادة الغذائية (
2- تحويل المادة الموجودة من المادة الغذائية إلى بخار على نفس درجة الحرارة وهذا ما يعرف بالحرارة الكامنة للتبخير وتعرف بأنها كمية الحرارة اللازمة لتبخير 1.0 كجم من الماء .
3- زيادة قدرة الهواء على حمل بخار الماء حيث أنها تتناسب طردياً مع درجة حرارته .
4- تعويض الحرارة المفقودة من المجففات بالاشعاع والتسرب حيث يتم فقد حوالى 50 % من كمية الحرارة المتولدة فى المواقد مع الهواء الخارج من المجفف ، ويقلل هذا الفقد بإعادة إدخال جزء من الهواء الخارج من المجفف بعد خلطة بهواء جديد إلى المجفف مرة أخرى ، وعادة يكون معدل الخلط ما بين 50 – 75%.
العوامل التى تؤثر على سرعة التجفيف :

1- سرعة الهواء : تزداد سرعة التجفيف بإزدياد سرعة مرور الهواء داخل المجفف حيث يؤدى ذلك إلى سرعة انتقال الماء من داخل المادة الغذائية إلى خارجها ثم سرعة تبخيره . وتبلغ سرعة الهواء فى المجففات من 50 – 335 م/ق وينصح باستخدام سرعة هواء تتراوح بين 200 – 300 م/ق والزيادة أو الانخفاض فى سرعة الهواء عن ذلك يكون غير اقتصادى .
2- الرطوبة النسبية للهواء : أثبتت التجارب أن التجفيف يتم بصورة أسرع عند استخدام هواء رطوبته النسبية منخفضة إلا أنه قد لوحظ أن بعض الخامات الزراعية تتعرض لظاهرة الجفاف السطحى عند استخدام هواء رطوبته النسبية منخفضة عن اللازم .
3- درجة حرارة الهواء المستخدم ومقدار الانخفاض فيها : تتراوح درجات الحرارة المستخدمة فى التجفيف ما بين 50 – 80 درجة مئوية ، ويلاحظ أنه كلما زادت درجة حرارة الهواء الداخل للمجفف انخفضت حرارته عند خروجه وبالتالى كان التجفيف أسرع .
4- نوع المادة المراد تجفيفها : حيث لكل مادة ظروفها الخاصة فى التجفيف .
5- شكل وحجم وسمك القطع المجهزة : حيث زيادة السطح المعرض من المادة الغذائية المراد تجفيفها للهواء الساخن يؤدى لزيادة سرعة التجفيف .
6- حمولة الصوانى : وحمولة الصوانى تتناسب عكسياً مع سرعة التجفيف أى كلما زادت حمولة الصوانى قلة سرعة التجفيف والعكس صحيح . وتبلغ الحمولة المثالية للصوانى بشكل عام حوالى 7.0 كجم/م2 فى حالة الفاكهة .
7- الضغط : إذا اجريت عملية التجفيف تحت ضغط منخفض تقل درجة تبخير الماء وتزداد سرعة التجفيف .

أنواع المجففات المستخدمة للمواد الغذائية

1- مجففات الأنفاق Tunnal Driers :
تتكون مجففات الأنفاق من نفق التجفيف الذى يختلف طوله حسب نوع المادة المراد تجفيفها ، ومسخن للهواء ، ومروحة لدفع الهواء الساخن بسرعة مناسبة فى نفق التجفيف .
وتتم عمليه التجفيف بدخول العربات المحملة بالصوانى المنشور عليها المواد الغذائية الرطبة من أحد طرفى النفق وتسير بسرعة مناسبة داخل النفق حيث تتعرض لتأثير هواء التجفيف ثم تخرج من الطرف الأخر مجففة . وينظم حركة الهواء داخل النفق مروحة أو أكثر تقوم بتمرير الهواء على المادة الغذائية بعدة نظم مختلفة فمنها النظام العكسى لمرور الصوانى ، ومنها النظام الموازى لمرور الصوانى ، ومنها نظام المدخل الوسطى الذى يدخل فيه الهواء من الوسط ويندفع باتجاه طرفى النفق ، ومنها نظام المخرج الوسطى حيث يدخل الهواء الساخن من طرفى النفق ثم يندفع باتجاه مركز النفق ليخرج من فاتحة مناسبة فى وسط النفق .
كما يوجد نظام يسمى التجفيف بالسرير المتحرك وفيه يمر الهواء الساخن من خلال قاع المجفف المسامى عبر المادة الغذائية المراد تجفيفها حيث يتم إزالة رطوبتها أثناء مرور الصوانى داخل النفق وتخرج جافة حيث تجمع وتعبى .
2- مجففات الناقلات Conveyor Driers :
يوجد أشكال عديدة من هذا النوع من المجففات تبنى جميعاً على نفس المبدأ وهو أنه فى المجفف يوجد عدة سيور مثقبة لا نهائية تدور بواسطة بكرات خاصة توضع المواد المراد تجفيفها على السير العلوى وعند وصولها إلى طرفة تتساقط على السير الذى يوجد أسفله والذى ينقلها باتجاه عكسى وتكرر هذه العملية حتى تصل المادة على السير السفلى وأثناء ذلك يسرى تيار هوائى ساخن داخل المادة المراد تجفيفها من الأسفل إلى الأعلى فيقوم بحمل رطوبتها ويخرج من فتحة مناسبة أعلى المجفف بواسطة مروحة شفط .
ولضبط حرارة الهواء أثناء مروره خلال السيور المختلفة قد يركب فيها مسخنات مناسبة تعيد تسخين الهواء بحيث يصبح مناسبا للحالة التى وصلت إليها المادة أثناء تجفيفها . أما المادة التى تم تجفيفها فتخرج من فاتحة مناسبة فى أسفل المجفف وتمتاز هذه الطريقة بكونها آلية ولا تحتاج إلى عدد كبير من الأيدى العاملة ألا أن تكاليف إنشائها وتشغيلها مرتفعة .
3- مجففات المقصورات Cabinet Driers :
تتكون من غرفة واحدة تعمل بطريقة الوجبات على درجة حرارة ثابتة طيلة فترة التجفيف . توضع المواد المراد تجفيفها بعد التجهيز على صوانى تجفيف مناسبة وتحمل على عربات تدفع داخل المجفف ، ويدفع الهواء الساخن بطريقة عمودية على اتجاه دخول وخروج الصوانى . وعند اتمام التجفيف تسحب العربة إلى خارج المجفف ، حيث تزال حمولة الصوانى ويلقم المجفف بعربة جديدة .
وتحتاج هذه المجففات إلى أيدى عاملة كثيرة ، كما أنها منخفضة القدرة الانتاجية وفقد الحرارة فيها كبير لذلك فإنها نادرة الاستعمال حالياً وإن كانت تكاليف إنشائها وصيانتها منخفضة .
4- مجففات القمائن Driers Kiln :
تتكون من غرفة تجفيف لها أرضية واسعة من الخشب أو السلك أو غيرها ذات ثقوب مناسبة الإتساع يمر منها الهواء المسخن بطريقة مناسبة بواسطة فرن احتراق يقع تحت الأرضية مباشرة .
يستخدم هذا النوع من المجففات لتجفيف شرائح التفاح ، وحشيشة الدينار ، والشعير المنبت أثناء صناعة المولت وغيرها ، حيث تنشر هذه المواد على شكل طبقة مناسبة السماكة على أرضية غرفة التجفيف فيمر الهواء المسخن من الأرضية خلال المادة المراد تجفيفها ، ثم يخرج محملا ببخار الماء من فتحة فى أعلى الغرفة ، مجهزة بمروحة خاصة لسحب الهواء . ومن عيوب هذه المجففات كونها طريقة غير مستمرة وبطيئة ومنخفضة الإنتاجية بالإضافة إلى عدم انتظام جفاف المادة الغذائية لذلك يجب تحريكها بطريقة مناسبة بين حين وأخر .
5- المجففات الاسطوانية Driers Drum :
وتتكون من اسطوانة أو أكثر من الصلب ، الذى يسخن داخليا بإمرار تيار من البخار ، فى حين توضع المادة المراد تجفيفها وهى السوائل المركزة جزئيا والمواد العجينية القوام ، كالحليب المكثف والعصائر والمواد اللزجة ، على السطح الخارجى الأملس بهذه الاسطوانات بشكل طبقة رقيقة مناسبة السمك . وعند دوران هذه الاسطوانات تتحول الطبقة الملامسة لها إلى الحالة الجافة ، فتكشط بسكين كاشطة مناسبة وقد يتم العمل هنا تحت الضغط الجوى العادى ، أو تحت ضغط منخفض ، حيث توضع الاسطوانات فى حيز مقفل يتم تفريغه من الداخل .
6- مجففات الرذاذ Driers Spray :
وتستخدم لتجفيف السوائل والمواد اللزجة ، كالحليب المكثف والبيض والقهوة والعصائر حيث يدفع السائل المراد تجفيفه داخل المجفف الذى يتكون من غرفة واسعة ، لها قاع بشكل مخروطى على شكل رذاذ دقيق فى مواجهة تيار من الهواء الساخن مما يؤدى إلى تبخير الماء منها فوراً فتتحول قطرات الماء إلى حبيبات مجففة تتساقط فى القاع ، أو تبقى عائمة فى الهواء حيث تفصل عنه بطريقة مناسبة .

الاتجاهات الحديثة فى صناعة التجفيف

التجفيف باستخدام الطاقة الناتجة عن الموجات القصيرة : Microwave

عند تجفيف الأغذية بالطرق المختلفة يجف السطح الخارجى للغذاء اولاً وهكذا فإن الحرارة يجب أن تمر من سطح الغذاء خلال الطبقة الجافة حتى تصل وهكذا فإن الحرارة يجب أن تمر من سطح الغذاء خلال الطبقة الجافة حتى تصل إلى الطبقات الداخلية لكى تقوم بتبخير جزيئات الماء منها وحيث أن انتقال الحرارة خلال الطبقات الجافة يتم بدرجة أبطأ كثيرا من انتقالها خلال الغذاء الرطب فإن معدل التجفيف يقل باستمرار مما يؤدى إلى بطء عملية التجفيف وقد أمكن التغلب على هذه العملية باستخدام الطاقة الناتجة عن الموجات القصيرة فى عملية التجفيف .
والأساس الذى تعتمد علية هذه الطريقة هو أن جزيئات الماء بما تحمله من شحنة يمكن اعتبارها مثل المغناطيس أى ذات قطبين متضادين وحيث أن الموجات يمكنها أن تتخلل الغذاء سواء أكان جافاً أو رطباً فًإنها تقوم بخلق مجال كهربى داخل الغذاء وتبعاً لهذا تتحرك جزيئات الماء بسرعة فى اتجاه مضاد لشحنة المجال المتولد وكلما زادت سرعة وحركة جزيئات الماء كلما تولد عنها طاقة تؤدى على رفع درجة حرارة الغذاء وفى وجود تيار من الهواء فإن جزيئات الماء الساخن تتبخر ويجف الغذاء وهذا هو اساس عمل فرن الميكروويف وقد تم تجربة هذه الطريقة مع أنواع كثيرة من الأغذية ولكن أهم عيوبها تكلفتها العالية ولهذا فإن استخدامها كطريقة تجفيف قائمة بذاتها محدودة ، ولكن يمكن استخدامها لإتمام عمليات التجفيف التى تتم بالطرق الأخرى وقد أجريت فعلا بعض التجارب لتطبيق هذه الطريقة فى المراحل الوسطية والنهائية لعملية التجفيف بالتجميد وقد ادى هذا إلى خفض الزمن اللازم لإتمام العملية بما يوازى نصف الزمن اللازم فى الطريقة العادية .
التجفيد ( التجفيف بالتجميد ) Freeze – Drying :

وتتلخص هذه الطريقة فى تجفيف المواد الغذائية المجمدة تحت تفريغ شديد ، ونظرا لأن الضغط داخل غرف التجفيف يقل عن الضغط البخارى لبلورات الثلج فإن المادة تفقد رطوبتها عن طريق التسامى وتعرف هذه الظاهرة بأنها تحويل بلورات الثلج من الحالة الصلبه إلى الحالة الغازية دون المرور بالحالة السائلة وتتميز هذه الطريقة باحتفاظ المادة المجفدة بأكبر قدر من الصفات الحسية للغذاء الطازج . ولقد ثبت نجاح هذه الطريقة فى تجفيف بعض المواد الطبية وعصير بعض أنواع الفاكهة والخضر .
التجفيف بالرغاوي Foammat dryers :

وهى من الطرق الحديثة المستخدمة لتجفيف عصير الفاكهة والخضر المركز وتنحصر هذه الطريقة فى إضافة مادة مثبتة للرغاوى foam stabilizer للمادة المراد تجفيفها ثم يخلط بها مقدار من الهواء أو الغاز الخامل ( ك أ2 ) مع التقليب المستمر وبذلك يزداد الحجم إلى الضعف أو ثلاث أضعاف – ومن المواد المستخدمة لتثبيت الرغاوى الأليبومين أو الجلسيرول وتضاف هذه المواد بنسبة 1 % من الوزن الجاف ، طبقة رقيقة منتظمة سمكها حوالى 0.3 سم فوق حصير متحركة التى تمر فوق تيار قوى من الهواء ليخترق الرغاوى ثم تمر الحصيرة بعد ذلك داخل مجموعة من مناطق التجفيف يمر بداخلها الهواء الساخن بدرجة 70 – 95 درجة مئوية فى اتجاه موازى لسير الحصيرة ثم تمر الحصيرة إلى مناطق حرارتها أقل ، ومدة التجفيف بهذه الطريقة تبلغ حوالى 60 دقيقة .

علاقة العمليات الزراعية بصناعة التجفيف

توقف صفات ثمار الفاكهة والخضر الجافة على عمليات الزراعة ولذلك يجب العناية بحدائق الفاكهة والخضروات المعدة ثمارها للتجفيف فتختار الأراضى الصالحة للزراعة والأصول الجيدة للتطعيم حتى لا تتعرض الأشجار للأمراض الفطرية أو الآفات الحشرية وفضلاً عن ذلك يجب أن يقتصر على إكثار الأصناف الصالحة للتجفيف وإتباع الطرق المنتظمة للزراعة من رى وتسميد وتقليم وخف وخلافها من العمليات التى يتسنى إنتاج ثمار جيدة كبيرة الحجم خالية من الآفات أى فى حالة صالحة للتجفيف .
ويعتبر موضوع الرى كعامل من عوامل الزراعة المهمة التى تتوقف عليها إلى حد كبير مدى صلاحية الثمار للتجفيف . فتتوقف درجة تركيز الرطوبة بالثمار على عدد الريات ومواعيدها وكمية المياه المستخدمة فيها ، كما تتوقف على هذه الإعتبارات أيضاً تركيز المواد الصلبه الذائبة وغير الذائبة ولذلك يجب العناية التامة بالرى تبعاً لنوع الثمار وحالة النمو ونوع الأرض والموقع والمنطقة وحالة المناخ .
كذلك ترتبط عملية التجفيف بمدى خف الثمار أثناء تكوينها وخصوصاً الخوخ والمشمش والعنب والبلح .
حيث تتطلب الثمار الصغيرة ، نفقات تزيد فى قيمتها عما تتطلبه الثمار الكبيرة فضلاً عن إنها تحتاج إلى عناية خاصة بها ، كما أنها تتعرض للتجعد الشديد أثناء التجفيف مما يؤدى إلى خفض قيمتها التجارية .

المصدر: [شرح] تصنيع و تجفيف الخضر و الفاكهة (1) - منتدى المهندس
Follow us: @almohandes_org on Twitter | Almohandes.forum on Facebook

» طرق حفظ الفاكهة والخضراوات
» يصعُب هضم الفاكهة عند تناولها بعد الوجبة مباشرة
» طريقة حفظ الخضر والفاكهة
» سلطة الخضر من المطبخ المغربي
» سمبوسك الخضر على الطريقة الهندية