Когда вы думаете о процессах, которые могут выиграть от высокотехнологичного преобразования, сушка фруктов, возможно, не первое, что приходит на ум. Однако оказывается, что использование «ионного ветра» для обезвоживания фруктов одновременно экономит энергию и сохраняет питательные вещества.
Большинству из нас применение тепла может показаться очевидным выбором для сушки фруктов. К сожалению, воздействие высоких температур на фрукты снижает их вкус и разрушает большую часть питательных веществ.
Вместо этого производители пищевых продуктов обычно используют процесс «нетепловой сушки», при котором вентиляторы продувают ненагретый воздух через фрукты для постепенного испарения из них влаги. Этот метод оставляет нетронутыми большую часть вкуса и питательных веществ, но он также занимает много времени и требует много электроэнергии.
В поисках альтернативы жаждущим энергии вентиляторам, ученые швейцарского исследовательского института Empa обратились к феномену, известному как ионный ветер. Чтобы понять, как это работает, сначала нужно учесть, что воздух состоит из таких газов, как кислород, двуокись углерода и азот. Атомы, составляющие каждую молекулу газа, в свою очередь, состоят из отрицательно заряженных электронов и более тяжелых положительно заряженных протонов.
Когда подвешенный провод положительно заряжен до высокого напряжения, электроны притягиваются к нему, а протоны отталкиваются. Фактически, электроны отщепляются от ближайших молекул газа, оставляя протоны позади.
В результате молекулы газа теперь заряжены только положительно, поэтому они перемещаются от провода к заземленному токоприемнику, расположенному под ним. На пути к этому токоприемнику они сталкиваются с нейтрально заряженными молекулами газа, толкая их в одном направлении. Все эти движущиеся молекулы в конечном итоге создают ветер.
Схема системы сушки фруктов ионным ветром. Фото: Empa
В предыдущих исследованиях ученые имели лишь ограниченный успех, используя технологию ионного ветра для сушки фруктов. Однако на этот раз коллеги из Канадского университета Далхаузи предприняли дополнительный шаг, поместив фрукты на заземленную сетку вместо непроницаемого лотка. Это имело огромное значение, поскольку теперь влага могла испаряться со всех сторон фруктов, что позволяло им высыхать в два раза быстрее и более равномерно.
«Это совсем не ракетостроение, но до сих пор никто не рассматривал эту адаптацию для сушки ионным ветром», - говорит руководитель исследования, профессор Тийс Дефрей (Thijs Defraeye).
По сравнению с традиционными методами нетермической сушки, метод ионного ветра с добавлением сетки оказался намного быстрее, плюс он сушил фрукты более равномерно, сохраняя больше питательных веществ, и потреблял в половину меньше энергии. По мнению исследователей, масштабирование системы для промышленного использования также должно быть довольно простым - Empa в настоящее время работает со швейцарским ритейлером над коммерциализацией технологии.
