Suszenie surowców organicznych jest jedną z najstarszych znanych metod konserwacji i utrzymania jakości tych materiałów. Zawarta bowiem w surowcach woda przyspiesza procesy rozkładu obniża trwałość, a niekiedy jakość towaru. Choć wydaje się, że sposoby suszenia to kwestia oczywista, skoro już pierwotni ludzie korzystali ze słońca, wody i ognia by odprowadzić nadmiar wody, jednak współczesne technologie oraz większe ilości towarów wymagają by wysuszony surowiec spełniał restrykcyjne normy, co generuje postępującą specjalizację metod suszenia.

 

Sięgając wstecz, do historii suszarnictwa, warto zauważyć przede wszystkim inną skalę procesu – niegdyś suszono głównie surowce własnej produkcji i na niewielką skalę. Dziś suszenie tak małych ilości jest nieopłacalne. Z drugiej strony to co powszechnie suszyło się dawniej, na przykład mięso, ryby, owoce, dziś się mrozi, gdyż ta technologia konserwacji, niedostępna przed wiekami, znacznie lepiej zachowuje właściwości produktów. Kolejnym czynnikiem jest czas – dziś suszenie na dużą skalę ograniczone jest czasem – kosztami zużycia energii, dawniej czas nie odgrywał takiego znaczenia, bowiem celem suszenia było zachowanie produktów na dłużej, a naturalne nośniki ciepła nie generowały kosztów.

Suszenia surowców organicznych nie sposób jednak traktować ogólnie, bowiem proces odwadniania zależy od wielu czynników – higroskopijności, porowatości, odporności na temperatury. To co kiedyś osiągano metodą prób i błędów, dziś wyliczane jest za pomocą wzorów i uzyskiwane w skomplikowanych maszynach o zautomatyzowanych systemach sterowania. Warto zatem przyjrzeć się wymogom suszarniczym różnych rodzajów surowców.

Mięso i ryby W przeszłości mięso było surowcem luksusowym, a jego suszenie jednym z istotnych sposobów przechowywania jego zapasów. Mięso suszono najczęściej na słońcu i wietrze, płaty mięsne zawieszając na żerdziach na słońcu lub pod dachem, niekiedy układając na rozgrzanych słońcem kamieniach. W niektórych regionach mięso suszyło się w zaszytych workach podwieszonych pod dachem. Warto zaznaczyć, że w kurnych chatach mięso to dodatkowo osuszane było dymem, co dawało efekt zbliżony do wędzenia.

W Serbii praktykowane było suszenie przez prasowanie – cienko pokrojone mięso ściskano deskami związanymi sznurkiem lub kamieniami – w ten sposób usuwano z mięsa wilgoć i krew, a następnie dosuszano na słońcu. Często przed właściwym suszeniem mięso gotowano lub solono. Szczególnym przypadkiem wstępnej „obróbki” mięsa przed suszeniem jest indiański pemikan – chude mięso suszone w cienkich paskach, następnie rozdrabniane z łojem bizonim i kwaśnymi jagodami i formowane na kształt bochenków.

Suszone mięso znane było również w Afryce – biltong, czy w Ameryce południowej pod postacią charaqui. Tradycja suszenia ryb i mięsa przetrwała w wielu miejscach jako lokalny specjał. Przykładem jest norweski sztokfisz – ryba suszona w niskich temperaturach, dzięki specyficznemu mikroklimatowi, który tej części nadaje ciepły prąd – Golfsztorm. Ryby suszone w chłodnych i suchych warunkach są również przysmakiem na Islandii. Suszone mięso i ryby także współcześnie są produkowane jako przekąski, np. rosyjskie birki – paczkowane suszone ryby, czy popularne w USA Beef Jerky – przekąski z suszonego mięsa wołowego. Na dużą skalę mięso i ryby suszone się głównie na potrzeby koncentratów, gotowych dań instant, farszów do wyrobów garmażeryjnych, karm dla zwierząt.

Współcześnie suszenie mięsa nie jest tak rozpowszechnione jak dawniej, ze względu na ograniczenia tej metody konserwacji – działanie wysokiej temperatury powoduje zmianę barwy, smaku i zapachu. Stąd na skalę przemysłową stosuje się liofilizację. Proces ten, zwany także suszeniem sublimacyjnym, polega na usunięciu wody z uprzednio zamrożonego produktu, pod wpływem obniżonego do 1,3 – 133,3 Pa ciśnienia. Ponieważ odwadniany produkt jest zamrożony zmianom nie ulega jego mikrostruktura, więc właściwości zostają zachowane w większym stopniu niż w procesie naturalnego suszenia. Jakość suszonego sublimacyjnie mięsa zależy od tempa zamrażania, stanu wyjściowego (mięso gotowane zawiera blisko 30% mniej wody niż surowe), oraz warunków suszenia i przechowywania produktów. Metoda liofilizacji stosowana jest od czasów II wojny światowej i jej efekt jest uznawany za lepszy niż w przypadku suszenia za pomocą wysokich temperatur.

 Owoce i warzywa

Suszenie owoców i warzyw było jedną z popularnych metod zachowania ich na zimowe miesiące, zapobiegających rozwojowi drobnoustrojów i powstawaniu pleśni. Suszono słońcem, przepływającym powietrzem, wiatrem. Dość nietypową metodę suszenia ziemniaków opanowano w kulturze Inków – ziemniaki pozostawiano na noc w górach, gdzie zamarzały, a następnie rozdrobnione udeptywano je by odsączyć wodę i suszono na słońcu. Na terenach Polski tradycyjnie jedną z najprostszych metod suszenia owoców było suszenie na słońcu, na sitach – tzw. darach, ale suszono także w piecach chlebowych i specjalnych suszarniach.

Istniały także piece chlebowo-suszarnicze stojące bezpośrednio w sadach. Miały one dwa paleniska: w części dolnej, palenisko nad którym pieczono chleb, a powyżej drugie nad którym umieszczone były półki z wysuwanymi sitami na których umieszczano owoce.

Piece suszarnicze opalano najczęściej drewnem liściastym, proces suszenia trwał ok. 24- 48 godzin, należało kontrolować by ogień nie zgasł lub nie był zbyt duży – by suszenie nie przebiegało zbyt szybko.

Jedną z prostszych modeli suszarni, była budowla ziemna, w niektórych regionach zwana luftowką. Suszono w nich metodą cieplno-dymną – w części nadziemnej, zazwyczaj niskiej, ok. 20 -30 cm i zadaszonej znajdowały się ruszty, lub skrzynki na owoce. Do części nadziemnej biegł tunel – luft, doprowadzający do pomieszczenia ciepła z paleniska, znajdującego się na jego drugim krańcu.

Zdarzały się także suszarnie wolnostojące lub będące podpiwniczeniem stodoły. Połowę pomieszczenia suszarnianego zajmował piec do którego podłączony był skomplikowany układ kanałów, którego celem było równomierne nagrzanie całego pomieszczenia. Nad piecem umieszczano drewniane sita, na których suszyły się owoce. Śliwki suszono w całości, z pestkami, jabłka i gruszki krojono w ćwiartki, ósemki lub plasterki.

Współcześnie suszenie przemysłowe owoców i warzyw odbywa się na zautomatyzowanych liniach produkcyjnych. Podstawową metodą suszenia jest suszenie konwekcyjne polegające na przepływie nad produktem gorącego powietrza. Wilgotność powietrza oraz temperatura suszenia zależy od rodzaju suszonego materiału. Przeważnie temperatura suszenia wynosi 50-70oC. W suszach warzywnych zawartość wody powinna wynosić  10-15%, a owocowych 20-25%, aczkolwiek obecnie suszy się produkty także do niższej zawartości wody. Pod wpływem temperatury i długotrwałego napowietrzania w produktach zachodzą zmiany, takie jak utlenianie składników (witamin, barwników), wytrącanie białek, kurczenie, zmiana barwy smaku i zapachu.

We współczesnym procesach technologicznych by uniknąć części tych zmian stosuje się wstępną obróbkę cieplną lub w przypadku owoców o jasnym miąższu – zanurzanie w roztworze siarczynu sodu lub dwutlenku siarki w celu zachowania jasnego koloru suszu. Oprócz owiewowej metody suszenia stosowane są także liofilizacja, suszenie za pomocą mikrofal (ciepło wytwarzane jest w samym produkcie), suszenie w podczerwieni (ogrzewanie promieniami podczerwieni jest bardziej równomierne, optymalne dla produktów w cienkich warstwach), fluidyzacyjne (do produktów sypkich – polega na przepływie ogrzanego gazu pod ciśnieniem przez produkt, wprowadza go w stan turbulencji i upłynnia) oraz pod zmniejszonym ciśnieniem.  

Warunki suszenia wybranych owoców i grzybów:

Rodzaj suszonego surowca Max. temp. suszenia Czas suszenia Zawartość wody w suszu
Gruszki 55oC 6 – 48 h 15-17%
Jabłka 68oC 6-10 h 15-17%
Jagody 74oC 15-20 h 10-15%
Śliwki 60-70oC 20-30 h 15-22%
Wiśnie 70-75oC 8-12 h 15-20%
Cebula, 45-50oC – 5-10%
Groszek zielony 60-65oC – 5-10%
Marchew 70oC – 5-11%
Borowiki 55-65oC 6 h 12%

źródło: Andrzej Jarczyk, Technologia żywności…

Zioła

Tradycja suszenia ziół jest równie długa jak suszenie owoców czy warzyw. Zioła stosowane m.in. do poprawienia walorów potraw, naparów, najwięcej walorów mają w postaci świeżej, jednak ich ograniczona trwałość wymusza zastosowanie zabiegów konserwujących, by ograniczyć przebieg reakcji biochemicznych i wzrost mikroorganizmów. Tradycyjnie zioła suszono w wiązkach zawieszonych pod powałą domów, w zadaszonych przewiewnych pomieszczeniach lub na sitach pod zadaszeniem, w warstwach. Nie wszystkie zioła można suszyć na słońcu, ponieważ światło słoneczne powoduje rozkład niektórych substancji, utratę olejków eterycznych oraz odbarwienia; nie należy także suszyć ziół w temperaturze powyżej 35oC. Współcześnie najpopularniejszą metodą suszarnictwa ziół jest suszenie konwekcyjne. Stosuje się również suszenie mikrofalowe, które pozwala na znaczne skrócenie procesu (nawet do ok. 50%) oraz metodę sublimacyjną – w największym stopniu zachowującą właściwości surowca, lecz o dość wysokich kosztach eksploatacji.  

Zboża – suszenie a wentylacja

Zboże, aby zachowało swoje walory odżywcze oraz własności biologiczne, nie psuło się czy nie ulegało samonagrzewaniu się, obniżającemu jego wartość, musi być przechowywane w określonej wilgotności, często zależnej od rodzaju zboża. Jeśli okres żniw był suchy ziarno powinno mieć wilgotność zbliżoną do optymalnej, zazwyczaj ziarno zbierane z pola ma wilgotność 16-20%. Dawniej suszenie ziarna odbywało się w sposób naturalny w odpowiednio wentylowanych spichrzach i lamusach, a właściwy przepływ powietrza zapewniany był okresowym „szuflowaniem”. Przy współczesnej skali produkcji te tradycyjne metody nie są wystarczające. Optymalna wilgotność ziarna pszenicy wynosi 13-14% a zboże o takiej wilgotności osiąga maksymalną cenę skupu. Natomiast kukurydza, której większość odmian zbieranych jest przy zmiennych warunkach pogodowych występujących jesienią, nawet w dobrych warunkach przy zbiorze ma wilgotność rzędu 25-30%. Odpowiedni poziom wilgotności dla jej przechowywania wynosi 15%, zatem osiągnięcie tej wartości nie jest możliwe w warunkach naturalnych. 

W obu przypadkach suszenie jest niezbędne dla uzyskania optymalnej ceny za plony, a zarazem stanowi istotny koszt uprawy, szczególnie w uprawie kukurydzy.

W procesie suszarnictwa zbóż czynnikiem istotnym jest zachowanie odpowiedniej temperatury suszonego ziarna, która zależy od rodzaju zboża, bowiem zbyt wysoka temperatura nagrzania ziarna powoduje nie tylko spadek zdolności kiełkowania, ale także obniżenie wartości konsumpcyjnej. Przykładowo białka pszenicy ulegają trwałej denaturacji w temperaturze 52oC, żyta 63-65oC, a kukurydzy  –  75oC. Dlatego też bardzo istotne jest tempo suszenia, wilgotność wyjściowa ziarna, która wyznacza maksymalną temperaturę jego nagrzania oraz temperatura czynnika suszącego. Ogólnie przyjmuje się, że aby powyższe warunki były spełnione temperatura nagrzania w suszarce, dla ziarna siewnego nie powinna przekroczyć 70oC, a dla ziarna konsumpcyjnego powinna osiągnąć nie więcej niż 100-120oC. W przemysłowym suszarnictwie zbóż najbardziej rozpowszechnione są suszarki komorowe, bębnowe i taśmowe.

Suszenie surowców organicznych jest procesem niezwykle istotnym w przetwórstwie i możliwych sposobach zastosowania tych produktów. Postęp technologiczny, nacisk na jakość oraz zróżnicowanie zastosowań wymusza stosowanie różnych technologii suszenia. Wzrasta poziom specjalizacji we wszystkich dziedzinach suszarnictwa, coraz istotniejsze stają się parametry jakościowe produktu finalnego, do których dostosowywane są linie technologiczne i urządzenia sterujące. Istotnym trendem ostatnich lat jest również dążenie do obniżenia kosztów eksploatacji, przy jednoczesnym uwzględnianiu czynników ekologicznych. Wciąż jednak, choć niewątpliwie na mniejszą skalę, żywe i skuteczne są tradycyjne metody suszenia. Ich wartość tkwi nie tylko w niskich kosztach eksploatacji – na ich potrzeby wykorzystywane jest głównie energia wiatru i słońce, ale także wymiarze kulturowym – zachowywania tradycji o lokalnych produktach i rytuałach.