Akadémiai doktori értekezés tézisei
Élelmiszerek min sége és a kombinált energiaközléses m veletek
Szabó Gábor
Szeged 2005
I. Bevezetés, el zmények és célkit zések A termékmin ség növelése prioritásként jelentkezik az élelmiszeripari technológiai alapkutatásokban. Az elmúlt évtizedben, az úgynevezett minimal processing , azaz a kíméletes feldolgozási eljárások kidolgozása területén végzett alap- és alkalmazott kutatások jelent sen hozzájárultak a fogyasztók biztonságos termékkel történ ellátásához (Biacs 1998, Farkas 2001, Goldberg 1994, Kiss 2000). Követend cél, hogy minél kisebb beavatkozás, kezelés, tartósítás érje az élelmiszert, minél inkább rizze meg eredeti tulajdonságát, élvezeti- és tápértékét. A fogyasztók igénylik továbbá azt, hogy a termék könnyen kezelhet és minél hosszabb ideig tárolható legyen, asztalra kerülése minél kevesebb konyhatechnikai tevékenységet igényeljen, az étel biztonságos legyen, az élelmiszereken ne legyenek betegséghordozó mikroorganizmusok (Bíró, Bíró 2000). A fenti célok elérését szolgáló tartósítási, termékkezelési eljárások (mint a h kezelés, a tartósítószerek használata, a fagyasztásos tartósítás stb.) id - és energiaigényesek, a tartósító szerek használata pedig bizonyos esetekben élelmiszerbiztonsági kockázatot jelentenek A hagyományos h kezeléses tartósítási eljárásokat az élelmiszeripari termékgyártásban egyre gyakrabban kombinálják különböz fizikai kezelésekkel (Cslenov et al. 1967, Holló 1985, Szabó 1990a, Szabó 1991, Szabó et al. 1995). Az élelmiszerbiztonsági és táplálkozás-egészségügyi követelményeket kielégít terméket biztosító, a fajlagos energiafelhasználást és a m veleti id k csökkentését eredményez eljárás egyik lehetséges megoldása a konvektív h közlés kombinálása mikrohullámú energiaközléssel (Szabó et al. 1998a, Szabó 1999). A kombinált (konvektív-mikrohullámú) energiaközléses m veletek kutatásának tudományos jelent sége többek között azzal indokolható, hogy a rendelkezésre álló elméleti modellek gyakran nem reprodukálható vizsgálati eredményeket biztosítanak, amelyek els sorban az anyag és az elektromágneses tér bonyolult kölcsönhatásából adódnak. A gondosan megválasztott kísérlettervezéssel ugyanakkor biztosítható az elméleti modellek validálása és a gyakorlati megvalósítás számára alkalmazható folyamat modellek kidolgozása (Adler et al. 1977, Attema et al. 1978, Berecz, Neményi et al. 1999, Gyenis et al. 1998, Hill, Marchant 1996, Kemény, Deák 1990, Mason et al. 1989, Molnár 1986, Neményi, Kovács 2000, Rajkó 1994, Rajkó, Szabó 1997, Szabó et al. 1998b, Szabó 2001, Szabó et al. 2001). A mikrohullámú h kezelés számos el nye a bels h keltéssel kapcsolatos. A bels h keltésnek köszönhet , hogy mikrohullámú szárítás esetén jelentéktelen a h veszteség, mivel nem a környezet, hanem az anyag melegszik teljes térfogatában. A számos el ny mellett ki kell emelni az ún. szelektív melegítés lehet ségét, ami azt jelenti, hogy összetett több anyagok eltér dielektromos tulajdonságú kompokomponensb l álló nensei különböz mértékben képesek abszorbeálni a mikrohullámú energiát, 1
amelynek következtében h mérsékletük is eltér lehet (Szabó, Dörnyei 1988, Szabó, Rigó 2000). Ezen el nynek különös jelent sége van pl. élelmiszeripari, mez gazdasági termékek (szemes termények, zöldségfélék, gyógynövények, stb.) mikrohullámú h kezelésénél. Gyógynövények mikrobiológiai szennyezettségének csökkentésénél többek között komoly nehézséget okoz az a tény, hogy mind a mikrobiológiai szennyez k (baktériumok, spórák, gombák), mind pedig a gyógynövények értékes alkotórészei (illóolajok, aromák, gyógyhatású komponensek) h érzékenyek. A feladat pedig a mikrobiológiai szennyez k h bontása az értékes alkotórészek számottev károsodása nélkül. A szelektív mikrohullámú abszorpció révén bizonyos esetekben lehet vé válik, hogy az anyagot szennyez káros mikroorganizmusok, vagy káros enzimek h mérséklete eltérjen az értékes komponensek h mérsékletét l (Rosenberg, Bogl 1987a). Meghatározó tényez továbbá a mikrohullámmal kezelt anyagok alakja, mérete, valamint a környezet h mérséklete, páratartalma, f leg pedig a mikrohullámú teljesítmény (fajlagos teljesítmény, W/g) és frekvencia, a mikrohullámú kezelés id tartama, módja (folyamatos, megszakításos, h sokk, id szakos h tés alkalmazása) stb. Az eddigi kutatási eredmények alapján mindenesetre megállapítható, hogy a mikrohullámú energia igen gyakran hatékonyabb a hagyományos sterilezésnél, ill. paszt rözésnél, az alacsonyabb h mérsékleten, rövid id alatt végbemen mikroorganizmus degradáció révén (Kozempel et al. 1988). A kezelt anyag eredeti min sége meg rizhet , valamint a vegyszeres kezelés is elkerülhet . A betakarított, nedves mez gazdasági anyagok mikrobiológiai szennyezettségének mikrohullámú h kezeléssel megvalósított csökkentése esetén egyúttal az anyag száradása is végbemegy. Hagyományos konvekciós eljárással végzett szárítás rossz h vezetés , vagy szigetel anyagok esetén igen lassú folyamat. A h ez esetben ugyanis a felületr l az anyag belseje felé terjed. A h kiegyenlít dés h vezetés útján megy végbe, aminek rossz h vezetés anyagoknál (pl. élelmiszereknél, mez gazdasági termékeknél) jelent s az id szükséglete. Mikrohullámú energia hatására azonban ezen anyagféleségek szárítása rövid id alatt, el nyösen elvégezhet . Az ipari megvalósítás is számottev lehet, köszönhet en a mikrohullámú technika el nyeinek, így többek között a térfogati melegítésnek, a kéregképz dés nélküli száradásnak, a száradási id jelent s lecsökkenésének, és az ezzel járó energia megtakarításnak, a pontos és könnyen megvalósítható szabályozásnak (Szabó et al. 1998c). Kombinálva hagyományos eljárásokkal, pl. konvektív szárítással, a lehetséges alkalmazási terület nagymértékben kib vül, lehet séget adva nagy volumen szárítás gazdaságos, környezetbarát megoldására a min ség jelent s javulása mellett. A vibro-aerofluidizációs rétegben lejátszódó h - és anyagtranszport folyamatok intenzifikálására a konvektív h közlést mikrohullámú h 2
közléssel kombinálják. Az így megvalósított eljárással nemcsak a m veleti id k csökkenhet k, hanem olyan irányított szemcseképz dési folyamat is lejátszódik le, amely jelent sen javítja a végtermék tulajdonságait és kívánt min ség terméket eredményez (Szabó et al. 2003a). A vibro-aerofluidizációs rétegben megvalósított hibrid konvektívmikrohullámú energiaközlés alacsony h mérséklet , kíméletes kezelést biztosít és új lehet séget teremt korszer , környezetkímél eljárások kidolgozására. Az egyik ilyen lehet ség olyan eljárás megvalósítása, amelynek során a hetero-diszperz szemcsehalmaz újranedvesítéses agglomerálásával és az azt követ szárítással egyidej leg a koncentrált mikrohullámú energiabevitel bizonyos feltételek esetén a kezelt anyag összcsíraszámának csökkenését is el idézi. Az egyidej leg lejátszódó m veletek során (újranedvesítéses agglomerálás-szárítás, csíraszámcsökkentés) a megfelel h - és anyagátviteli gradiens folyamatos fenntartásához azonban homogén, egymódusú elektromágneses téreloszlás biztosítása szükséges oly módon, hogy ezzel egyidej leg biztosítható legyen a mikrohullámú energiabevitel szintjének változtatása, az anyag tulajdonságaihoz igazodó, célszer en megválasztott technológiai stratégia végrehajtásához . A konvektív szárításnál másodlagos kérdésként kezelt beltartalmi érték alakulása a mikrohullámú technológiánál els rend vé, a mikrohullámú kezelések bio-rendszereken történ alkalmazásának alaptémájává vált. Mindenképpen vizsgálni kell a szárítmány beltartalmi értékét, a túl hosszú ideig, illetve túl nagy intenzitással kezelt anyag (pl.: magok, gyümölcsök stb.) károsodásának kezelési határait, hiszen ezek a tényleges gyakorlati alkalmazást kizáró faktorok lehetnek. Az eddigi kutatási eredmények egyértelm en bizonyítják a mikrohullámú energiaközlés térhódítását a különböz tudományterületeken (David 1998, Fung, Cunningham 1980, Goldblith 1967, Pallai et al. 2004, Rosenberg, Bogl 1987b, Podor, Mojzes et al. 1978, Sasaki et al. 1998, Toledo 1994, Tulisadas et al. 1995, Rajkó, Szabó 1997, Szabó 1990b) azonban a nagyfrekvenciás tér-anyag kölcsönhatás, a mikrohullámú energiaközléssel kiváltott fizikai-kémiai-biológiai változások számos, pillanatnyilag még tisztázatlan kérdést vetnek fel. Az elemz k két momentumot emelnek ki: a mikrohullámú elektromágneses energiaközlés, illetve az energiaforrások által termelt elektromágneses energia elnyeletése a kiválasztott anyagi rendszerekben rendkívül rendszerfügg , azaz a különböz anyagi rendszerek és technológiák különféle egyedi energiaátadó konstrukciók kifejlesztését igénylik figyelemre méltó, hogy sok esetben a nem-termikus mikrohullámú hatás is szerepet játszik a fizikai-kémiai változásokban. Az is nyilvánvaló, hogy jelenleg nincs világos magyarázat e megfigyelésekre és ezért szükséges a mikrohullámú energiaközlés további tanulmányozása. 3
Az elmúlt közel húsz esztend ben az élelmiszertermékek tulajdonságait javító kombinált energiaközléses m veletek területén végzett alap- és alkalmazott kutatásaim, a gyakorlatban is alkalmazható eljárások, berendezések kidolgozását eredményezte. Élelmiszerporok agglomeráló szárítása vibro-aerofluid rétegben Kutatásaim kezdeti fázisában, a durva diszperz, illetve mikroheterogén rendszer élelmiszerporok vibro-aerofluid réteg agglomeráló szárításával foglalkoztam (Forgács, Szabó 1996). Közismert, hogy a polidiszperz élelmiszerporok közös tulajdonsága a nehéz és lassú oldhatóság, a rossz ömleszthet ség. Visszanedvesítéskor a porrészecskék a molekuláris er k hatására nedvesednek, majd a szemcse-s r ség növekedése mellett a folyadékba merülve oldódnak, illetve diszpergálódnak. Az említett hátrányok megszüntetésére új technológiai eljárás kidolgozása vált szükségessé, mely biztosítja a termék folyadékban történ gyors nedvesedését, oldódását, illetve diszpergálódását. Ezen pillanatoldódó tulajdonságokkal rendelkez porok el állítási módjai közül ipari jelent ség a vibro-aerofluid réteg agglomeráló szárító eljárás, vagy más néven az ún. felépítéses szemcseképz dési agglomerálás rendelkezik, a m szaki megvalósítás viszonylagos egyszer sége és a m velet kedvez technológiai mutatói és szabályozhatósága miatt. Célul t ztem ki: a folyamat kinetikájának tanulmányozását a kinetikát leíró algoritmus alapján az agglomerálás és a szárítás jellemz paramétereinek meghatározását a pillanatoldódó por el állítására alkalmas berendezés megtervezését végül a kísérleti eredmények és a tárgyban végzett irodalomkutatások alapján olyan modell megalkotását, amely lehet vé teszi a kísérletek számának egyidej csökkentésével a folyamatot jellemz paraméterek meghatározását. Vibro-aerofluid réteg agglomeráló szárítás intenzifikálása kombinált (mikrohullámú-konvektív) energiaközléssel Az élelmiszerporok instantizálási technológiájának fejlesztése területén végzett kutatásaim során megállapítottam, hogy a konvektív és a mikrohullámú energiaközlés alkalmazása jelent sen meggyorsítja a felépítéses agglomerálás szárítás m veletét. A mikrohullámú h közlés a tömegegységnyi anyagba bevihet energiaáram lehetséges mennyisége, továbbá a h közlés hatására az anyagban kialakuló egyenletes h mérsékleteloszlás következtében a hagyományos h közlési módokkal szemben lényegesen el nyösebb eljárás. Segítségével számos folyamat gyorsabban, folyamatos technoló4
giával, kisebb energia-felhasználással, valamint jobb termékmin séget biztosító módon folytatható le (Szabó 1999). A mikrohullámú anyagkezelés alapvet problémáját az egyenletes elektromágneses téreloszlás biztosítása jelenti. Számos mód és technikai megoldás ismert, amelyek közül az egyik lehetséges változat szerint az egyenletességet növelni lehet, ha a mikrohullámú energiát a kezel tér két, esetleg három helyén vezetjük be. Az általunk kidolgozott eljárásban ezt továbbfejlesztettük azzal, hogy a kezelend anyag vibro-aerofluid réteg mozgatásával egyenletes rétegkeveredést biztosítottunk az inhomogén elektromágneses térben. Miután az élelmiszerporok effektív relatív veszteségi tényez je ( "eff) általában kicsi, ezért az energiaelnyelés mértékét az anyag újranedvesítésével növeltük. Az újranedvesítés során a por agglomerálódik, kapillár porózus szerkezet jön létre, ami jelent s mértékben növeli a por oldódási tulajdonságait. Az intenzív, h formájában felszabaduló energia pedig baktericid hatást biztosít, ami egyes porok (pl. állati eredet plazmapor, vérpor) esetében humán célra való felhasználhatóságot is eredményez. Az ismertetett el nyöket biztosító eljárás igen összetett folyamat, ezért nagy jelent ség ek a kísérleti kutatások. Miután az agglomerálás-szárítás m veletét sok tényez befolyásolja, ezért a folyamat matematikai modelljének ismerete a paraméterek függvényében elengedhetetlen a technológiát alkalmazó berendezés megtervezéséhez. Célul t ztem ki: a mikrohullámú h közlés matematikai modell alkotásának elméleti megalapozását a Maxwell egyenletek, a Lambert törvény, valamint a mikrohullámú energiadisszipációt biztosító dielektromos és elektromos transzmissziós tulajdonságok jellemzése alapján id -h mérséklet profilok modellezését különböz geometriai alakzatokra modell anyag esetére a váltakozó rendszer kombinált (hibrid konvektív-mikrohullámú h közlés) szárítás elméleti modelljének megalkotását a mágneses téreloszlás elektrodinamikai vizsgálata alapján, multimodusú, egyenletes téreloszlást és a dielektrikum egyenletes h kezelését biztosító, kombinált energiaközlés , vibro-aerofluid réteg agglomeráló-szárító berendezés fejlesztését fiziko-matematikai modell megalkotását a vibro-aerofluidizációs agglomeráló-szárító berendezés fajlagos teljesítményének és a m velet idejének meghatározására, az agglomerálás-szárítás m veleti paramétereinek függvényében
5
monomódusú üregrezonátorral rendelkez kísérleti berendezés fejlesztését, az adatfeldolgozási algoritmus kidolgozását modell anyag esetében az abszorpciós tényez változásának tanulmányozását, a mikrohullámú teljesítmény, valamint a nedvességtartalom, id és a h mérséklet függvényében. Abszorpciós tényez vizsgálata monomódusú üregrezonátorban A mikrohullámú szárítás el nyös tulajdonságait el ször a hosszabb szárítást igényl anyagoknál tapasztalták. A nemzetközi szakirodalomban számos utalást találunk például különböz faanyagok szárítására vonatkozóan. Ezekben a vizsgálatokban a mikrohullámú szárítás legfontosabb el nyének a hagyományos konvekciós szárításhoz képest a jelent sen lerövidült m veleti id t, illetve a mikrohullámú szárítás mechanizmusa miatt az anyag belülr l kifelé történ melegedését tekintik (Oloyede et al. 2000). A különböz iparágakban alkalmazott mikrohullámú szárítás h és anyagátadási folyamataival kapcsolatban is széles szakirodalom áll rendelkezésre (Hill, Marchant 1996). Ezek a vizsgálatok els sorban a nedvességtartalom és a szárítási id , vagy az elnyelt mikrohullámú teljesítmény (Beke 1977, Chen et al. 2001, Sembery et al. 1999) és a nedvességtartalom közötti kapcsolatokra vonatkoznak, illetve ezekre adnak meg modelleket. Méréseinket monomódusú üregrezonátorban végeztük a haladó és visszavert teljesítmény egyidej mérésével. A kísérleti anyagként szemes kukoricát alkalmaztunk. Vizsgáltuk az abszorpciós tényez változását a h mérséklet és a nedvességtartalom függvényében. Váltakozó rendszer kombinált szárítás A váltakozó rendszer kombinált szárítás lehet séget ad a nedvességátvitel mechanizmusának megváltoztatására, amellyel biztosítható az anyag belsejében lejátszódó folyamatok szabályozása, irányítása és így végeredményben a kívánt tulajdonságú termék el állítása (Szabó 2001, Szabó et al. 2001, Szabó et al. 2002). A váltakozó rendszer , kombinált mikrohullámú, konvektív szárítás jelent s mértékben csökkenti a m veleti id t. Vizsgálatainkhoz alkalmazott modell anyag (csiperke gomba Agaricus Bisporus) szárítási kísérleteivel kívántuk igazolni, hogy a száradó anyag tulajdonságait is fegyelembe vev szárítási stratégiák megtervezésével, a kolloid-kapilláris pórusos anyagok esetén a klasszikus kombinált szárítástól eltér eljárással biztosítható a kívánt termékmin ség.
6
Antinutritív anyagok csökkentése mikrohullámú energiaközléssel Ismeretes, hogy étkezésre és takarmányozásra egyaránt világszerte legelterjedtebb fehérjehordozók a különböz hüvelyes magvak, amelyek 2040%-os fehérjetartalmuk folytán igen magas tápértéket képviselnek. Nem elhanyagolható az a tény sem, hogy a magas fehérjetartalom biológiai szempontból igen kedvez aminosav-összetétellel párosul. Tény azonban az is, hogy a kedvez fehérjetartalom, illetve összetétel jelent s mennyiség káros antinutritív anyag jelenlétével jár együtt. Az emészthet ség, illetve a biológiai hasznosulás növelésére irányuló eljárások egyben az antinutritív anyagok szintjének csökkentésére is irányul. A mikrohullámú termikus kezelés megfelel lehet séget nyújt táplálkozási és takarmányozási fehérjehordozók emészthet ségének, ezáltal biológiai hasznosulásának növelésére (Rajkó et al., 1997, Szabó et al. 1994). A kísérletek alapvet céljául t ztem ki: a szója antinutritív komponensei szintjének csökkentését mikrohullámú termikus kezeléssel az optimális eljárási és m veleti paraméterek meghatározását korszer kísérlettervezési módszerrel és az eredmények kiértékelésére alkalmazott új matematikai-statisztikai eljárással. Az utóbbi id ben egyre nagyobb figyelmet szentelnek a diétás, nem hagyományos bázisú tészták el állítására, illetve a termék min ségére (Szabó et al. 2000). A nem hagyományos bázisú tészták min ségét új technológia alkalmazásával, vagy adalékok, mint például emulgeátorok segítségével lehet javítani. A borsó magok gazdagok a funkcionális élelmiszerek komponenseiben és nem tartalmaznak gluténérzékenységet okozó vegyületeket. Az antinutritív anyagok csökkentése mint azt korábban bemutattuk mikrohullámú h kezeléssel is lehetséges. Kísérleteink céljaként az alábbiakat jelöltem meg: vizsgáltuk a mikrohullámú h kezelés hatását a fehérje min ségére és antinutritív komponenseire meghatároztuk azokat a körülményeket, amelyek kedvez ek a min ség javítása szempontjából megvizsgáltuk, hogy az így el állított min ség borsólisztb l milyen körülmények között állítható el a legjobb min ség , borsó bázisú funkcionális élelmiszer (száraztészta). Élelmiszerbiztonság növelése alternatív h kezeléssel Az utóbbi években az élelmiszeripar egyre elterjedtebben alkalmazza a mikrohullámú sugárzást élelmiszerek kiolvasztására, szárítására, sütésére csakúgy, mint az élelmiszerekben található mikroorganizmusok in7
aktiválására (Rosenberg, Bogl 1987). Különösen nagy érdekl désre tarthatnak számot a mikrohullámú sugárzás mikrobaöl hatásával kapcsolatos kísérletek. A számos vizsgálat ellenére a mikrohullámú sugárzás mikrobaszám csökkent hatásának mechanizmusa nem teljesen felderített. Az általánosan elfogadott vélemény szerint a baktericid hatás a mikrohullámú sugárzás hatására fellép h hatás következménye (Fung, Cunningham 1980). Mindazonáltal egy másik jelenséggel is magyarázzák a mikrohullámú sugárzás inaktiváló hatását. Több kutató kísérletet tett annak igazolására, hogy a mikrohullámú sugárzásnak létezik nem-termikus hatása is a mikroorganizmusokra (Caroll, Lopez 1969). Az élelmiszeripari termékek eltarthatósági idejének növelése alapvet en az élelmiszerekben található mikroorganizmusok inaktiválásával valósítható meg. Ezen m velet során a termékromlást okozó, toxintermel mikroorganizmusok elpusztítása, illetve a csíraszám határérték alá történ csökkentése valósítható meg (Szabó et al. 2001, Szabó et al. 2002a, Szabó et al. 2002b, Szabó et al. 2005, Fenyvessy et al. 2005). A módszer azért ígéretes, mivel a tapasztalatok szerint a rövid h kezelési és energiaközlési id következtében az élelmiszerek kevésbé károsodnak a mikrohullámú kezelés hatására, mint a hagyományos h kezelés során. A kutatás céljául olyan h kezelési technológiai eljárás kidolgozását t ztem ki: amely meghosszabbítja a késztermék eltarthatósági szavatossági idejét és így növeli a termékel állítás és tárolás biztonságát, továbbá az eljárásnál alkalmazott technika környezetkímél , biztonságos, jól szabályozható, továbbá növeli a kiváltott m velet energiamérlegét és a termékel állító m veletsorba beilleszthet . A mikrohullámú energiaközlés alkalmazása gombaszennyezettség kimutatására 2002. január 1-jét l az élelmiszeriparban kötelez érvény a HACCP rendszerek alkalmazása, amelyek garanciát szolgáltatnak arra, hogy a termékek a gyártási folyamatban mikrobiológiai, kémiai és fizikai ellen rzések sorozatán menjenek keresztül. Ez komoly feladatot jelent a kutatóknak, hiszen újabb, megbízhatóbb és gyorsabb módszerek kidolgozására van szükség. A gyorsvizsgálati módszerek fejlesztésével és alkalmazásával a közegészségügyi kockázat minimálisra csökkenthet . Egyre éget bb problémává vált bizonyos szántóföldi valamint raktári penészek által termelt mérgez másodlagos anyagcseretermékek, vagyis a mikotoxinok okozta szennyez dések (Kovács, Ványi 1992). A gombaszennyezettség kimutatatására jelenleg alkalmazott módszerek közül az er8
goszterin meghatározást tekintjük optimálisnak. Az ergoszterin egyértelm en valamilyen gomba jelenlétére utal, ami sokszor hordozza magában a mikotoxin szennyezettség lehet ségét is. Gabonafélék esetében például mind a szántóföldön, mind pedig a raktározás során bekövetkezhet a fert z dés. Nem kevésbé elhanyagolható a tárolás során fellép Aspergillus-fert zések, valamint az általuk termel d aflatoxin és ochratoxin okozta humánmegbetegedések veszélye (Szabó, Rigó 2000, Rigó et al. 2001a, Varga et al. 2002). Búza, árpa és rozs esetében a 10 ppm feletti ergoszterintartalom mikotoxin kontamináció lehet ségét hordozza magában. Ahhoz, hogy az ergoszterin alapján predikciót tegyünk a mikotoxinok mennyiségére, az ergoszterin meghatározását pontosan kell elvégeznünk, ha pedig a módszert sorozatvizsgálatokra alkalmassá kívánjuk tenni, gyors feltárási eljárást kell találni. Young (1995) bizonyította, hogy a mikrohullámú extrakció (Microwave Assisted Extraction) alkalmas kis mennyiség mintából történ ergoszterin feltárásra. A 10-100 mg tömeg minta lehet gomba micélium, gabona rlemény vagy más penészszennyezett anyag is. A kísérletek kijelölt céljaként fogalmaztam meg a mikrohullámú feltárás, mint gyors vizsgálati módszer kidolgozását, különös tekintettel az ergoszterin tartalom meghatározására Aspergillus fajokban. II. A vizsgálati anyag és módszer Élelmiszerporok agglomeráló szárítása vibro-aerofluid rétegben A kísérletek során az agglomerálandó anyagot el melegítettük meleg légárammal és a leveg sebességét a nyersanyag fludizálási tulajdonságainak megfelel en állítottuk be. Miután a réteg h foka elérte a vizsgálati anyagra jellemz értéket, megindítottuk az agglomeráló folyadék porlasztását adott sebességgel. A szemcsék a nedvesedés következtében agglomerálódnak, ennélfogva a szemcseméret állandóan n . Ezért az ágy azonos expanziójának és azonos szemcsemozgásának fenntartására a gázsebességet állandóan növelni kellett. Miután beadagoltuk a tervezett mennyiséget az agglomeráló folyadékból, a terméket a vibro-aerofluid állapot fenntartásával megszárítottuk és leh töttük, majd a termék fizikai és gyorsanoldódó tulajdonságait meghatároztuk. Vizsgálati anyagként heterodiszperz élelmiszerporokat használtunk (kakopór-cukor keverék, paradicsompor, tejpor, paprika rlemény stb.). Az elvégzett kísérletekben a készülék paramétereit és a leveg h mérsékletét is állandósítottuk. A folyamatokat befolyásoló paraméterek kísérleti úton történ értékeinek meghatározása után ugyancsak változatlanok maradtak. A kísérleti eredmények reprodukálhatóságának és a mérési hibák kiküszöbölésének érdekében, el zetesen meghatároztuk minden paraméterre a szükséges mérések
9
2
ismétl désének számát az m = t p % s2 h 2 egyenlettel. Az összefüggésben (s) a mért adatok szórása, (h) a megengedhet becslési hiba, (tp%) pedig a p = 5%-os szignifikancia-szinthez tartozó t-próba kritikus értéke. Váltakozó rendszer kombinált szárítás elméleti modellje A kísérletekhez felhasznált gombát a Korona Gombaipari Egyesülés (Hódmez vásárhely) gombatermeszt telephelyér l szállíttattuk, ügyelve arra, hogy mindig frissen szedett és egyenletes méret nyersanyagot kapjunk. A konvektív szárítást g zzel f tött termoventilátorral, a mikrohullámú kezelést Bucher gyártmányú LABOTRON 500 típusú vákuumozható, forgótálcás készülékkel végeztük. A kísérleteinket az alábbi algoritmus szerint végeztük: a gomba száradási tulajdonságainak vizsgálata (nedvességtartalom meghatározása, szárítás-kinetikai görbe, száradási sebességgörbe felvétele) konvektív szárítás modellezése (meghatározott id közönként vett minták nedvességtartalmának meghatározásával) a blansírozás, ill. antioxidáns-adagolás hatásának vizsgálata váltakozó rendszer kombinált szárítás vizsgálata (konvektív el szárítás után vákuumban pihentetés, majd azt követ impulzus váltakozó üzem mikrohullámú szárítás, végül konvektív utószárítás, nedvesség egalizálás). Kombinált energiaközlés vibro-aerofluid réteg agglomeráló szárítás Kísérleteinket, az általunk kifejlesztett (2. ábra), üzemi méret , szakaszos m ködés berendezésben végeztük. Az eljárás lényege, hogy az újranedvesített port a berendezés függ leges síkban vibráltatott gázelosztó rácsára juttatjuk. A rétegen keresztül meleg leveg t szállítunk és ezzel egyidej leg a vibro-aerofluid rétegbe felülr l három sávban sugározzuk be a mikrohullámú energiát. A beépített mikrohullámú teljesítmény P = 5 kW, az alkalmazott frekvencia f = 2,45 GHz, a magnetronok száma hat. A kezelend tér paralellepipid alakú üregrezonátorként került kialakításra. A három helyen történ energiabevezetés az adott rezonátor méretre (570x750x610 mm) minimálisan tíz modus kialakulását eredményezi. A mikrohullámú energiaközlést impulzus módon, két ciklusban (els , második) alkalmaztuk. Az els ciklus els periódusában maximális teljesítmény besugárzással dolgoztunk az anyag termoplasztikus h mérsékletének eléréséig. Ezután a mikrohullámú energiaközlést megszüntettük (els ciklus második periódusa).
10
Második ciklus. Az els ciklus második periódusának végén újra bekapcsoltuk a magnetronokat, de az energiaközlést csökkentett teljesítménnyel végeztük. A második ciklus akkor fejez dött be, amikor az anyag h mérséklete állandó értéket ért el. Az anyag túlmelegedését a rétegen keresztül áramoltatott alacsony h mérséklet leveg vel korlátoztuk. A leveg egyidej leg a keletkez vízg zök elszállítását is végezte. Valamennyi kísérlet végén mértük a m veleti id t (ta) és a száraz termékben kifejezett fajlagos teljesítményt ( m), valamint meghatároztuk a por fiziko-kémiai és mikrobiológiai tulajdonságait. Valamennyi kísérleti beállítás eredményeként jól oldódó terméket kaptunk és az összcsíraszám értéke is 2-3 nagyságrenddel csökkent a kezelés el tti porhoz képest. Kísérleti berendezés fejlesztése monomódusú üregrezonátorral A Szegedi Tudományegyetem Szegedi Élelmiszeripari F iskolai Karán egy vibro-aerofluidizációs, mikrohullámú szárító és mér rendszert fejlesztettünk ki (8. ábra). A kutatómunka során a rendszer elektrodinamikai vizsgálatával modelleztük a monomódusú, hengeres üregrezonátort. A mér -adatgy jt rendszerrel különböz heterodiszperz halmazok esetén vizsgálatokat végeztünk a kidolgozott mérési algoritmus alapján (9. ábra) (Szabó et al. 2002, Szabó et al. 2003b). Abszorpciós tényez vizsgálata kukorica modell termékre Az általunk kifejlesztett berendezés-összeállítással, mérési metodikával és adatfeldolgozási algoritmussal vizsgálatokat végeztünk szemes kukorica vonatkozásában. A méréseinket monomódusú üregrezonátorban végeztük a haladó és visszavert teljesítmény egyidej mérésével. A nedvességtartalom meghatározást szabvány szerint szárítószekrényben végeztük. A h mérsékletértékek infrah mér vel mért felületi h mérsékletet jelentenek. Kísérleti anyagként szemes kukoricát alkalmaztunk. Vizsgáltuk az abszorpciós tényez változását a h mérséklet és a nedvességtartalom függvényében. Az egyidej haladó és visszavert teljesítmény mérésével megadható a szárítmányban disszipált mikrohullámú teljesítmény. A szárítóberendezés konstrukciós állandóival (üzemi hullámhossz, elektromos térer ) pedig meghatározható az abszorpciós tényez . A méréseket folyamatos üzemben, a nagyfeszültség transzformátor bemeneti feszültsége függvényében, különböz mikrohullámú teljesítménnyel végeztük. A mért paraméterek alapján meghatároztuk az abszorpciós tényez értékeit a besugárzási id , a h mérséklet és a nedvességtartalom függvényében különböz mikrohullámú teljesítménynél.
11
Antinutritív anyagok csökkentése mikrohullámmú energiaközléssel Szója tripszininhibitor és ureáz inaktiválása mikrohullámú kezeléssel A kísérletek alapvet célja volt a szója antinutritív komponensei szintjének csökkentése mikrohullámú termikus kezeléssel. Az optimális eljárási és m veleti paraméterek meghatározása korszer kísérlettervezési módszerrel és az eredmények kiértékelésére alkalmazott új matematikai-statisztikai eljárással történt. A laboratóriumi kísérleteket Labotron 500 típusú vákuumozható, forgótányéros mikrohullámú készüléken végeztük. A készüléken két, folytonos m ködés generátorteljesítmény állítható be: 250 W és 500 W. A kezelés végezhet folyamatosan és impulzus üzemmódban. A vákuum értékét 1 kPa-ig lehet gyakorlatilag beállítani. Lehet ség van továbbá a konvekciós melegítéssel történ kombinált kezelésre is. El zetesen kísérleteket végeztünk a mikrohullámú berendezés teljesítmény hasznosítására: P(250W) = 78%, P(500W) = 55%. A mérési adatokból az is megállapítható volt, hogy a teljesítménytér egyenletes, kivéve az igen alacsony vákuum beállításokat. Alacsony vákuum értéknél a tesztel anyagként használt víz már eléri a forrásponti h mérsékletet, ezért a kifröccsent hányad meghamisítja az értékelést. Az így keletkezett kiugró mérési pontokat robusztus regressziós módszerek alkalmazásával azonosítani tudtuk (Rajkó 1994a). A technológiai kísérleteket laboratóriumi vizsgálatokkal min sítettük. Ennek során els sorban az antinutritív anyagok változását ellen riztük. A szójakészítmények h kezeltségének jellemzésére alkalmas az ureáz aktivitás, valamint a tripszininhibitorok csökkenésének mérése. Az enzimek stabilitása igen különböz , a szójában lév Bowman-Birk féle inhibitor 8000 Dalton molekulatömeg és igen h stabil (Birk 1994), míg a 480000 Dalton molekulatömeg ureáz kisebb h hatására is irreverzibilis denaturációt szenved. Az antinutritív anyagok közül a tripszininhibitor, valamint az ureáz inaktiválódását határoztuk meg az MSZ 21175 1988 szabvány, valamint a takarmányokra vonatkozó el írások szerint. Borsó bázisú száraztészta termékmin ség javítása mikrohullámú kezeléssel A kísérletekhez különböz sárga és zöldborsó (Pisum sativum) mintákat vizsgáltunk, amelyek magyar és spanyol kereskedelmi forgalomból származtak. Emulgeátorként mono- és diglicerid típusú Dimodan PM (Crrindsted, Dánia), valamint lecitin tartalmú Epikuron 130P és Lecitinlysolelcitin keveréket (Lucas Meyer GmbH, Németország) alkalmaztunk. A mikrohullámú h kezelés 50% nedvességtartalom, 700 Watt teljesítmény, 20, 40, illetve 60 másodperc mellett, Labotron 500 típusú mikrohullámú berendezéssel történt. H kezelés után a mintákat Lab Mill 1 típusú 12
berendezésben röltük és 250-500 m közötti szemcseméret rleményt alkalmaztunk a vizsgálatokhoz, illetve a tészta el állításához. A tészták szerkezetének kialakítása a modellrendszerekben 1,2% mennyiség (a liszt tömegére vonatkoztatva) és különböz típusú emulgeátorok felhasználásával történt. A tészta modellek el állításának körülményei: 40%-os nedvességtartalom, 39 °C-on 24 órai szárítás, 87%-os relatív páratartalom. Az alapanyag jellemz k meghatározása (fehérje, keményít , és zsír) Baitner (1975) szerint történt. A h kezelés hatékonyságának mérése a tripszininhibitor aktivitásának meghatározásával történt DL-BAPA szubsztrát alkalmazásával Kakade et al. (1974) és Valdebouze et al. (1980) módosításával. Az elkészített tészták min sítése az MSZ 20500/3-1986 szerint történt, illetve a tészták f zési sajátságainak (felvett víz, %, f zési veszteség, %) meghatározása Karácsonyi (1970) szerint történt. A szerkezetben az emulgeátoramilóz komplex mennyiségének meghatározása amperometriás módszerrel történt (Conde-Petit 1992). A tészta minták kísérleti eredményeit számítógépes programmal (Statgraphics 2.6 verzió) értékeltük és p=5% valószín ségi szinten állapítottuk meg az eltérések szignifikanciáját. Termékbiztonság növelése alternatív h kezeléssel A Pick Rt. Ceglédi üzemében készült panírozott sertéshús készítmény mintákkal végeztük kísérleteinket. A mikrohullámú kezeléshez felhasznált mintáinkat az olajsüt n áthaladt termékek jelentették. A minták mikrohullámú h kezelését Labotron 500 típusú professzionális laboratóriumi mikrohullámú berendezéssel végeztük el. A készülék 500W ill. 250W teljesítmény , amely m ködtethet folyamatos illetve szaggatott üzemmódban egyaránt. Ez utóbbi esetben a besugárzási és pihentetési id tetsz legesen szabályozható. A mikrobiológiai vizsgálatok közül a Salmonella, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Kénhidrogént képz Clostridium, Penészek, Mikrobaszám meghatározást végeztük el. A tárolási kísérletek során a mintákat +5°C-on, 15 napig tároltuk és 3 naponként határoztuk meg a mikroorganizmusok számát. A panírozott karaj minták színmérésére Hunter Labscan típusú spektrális színmér t (Hunter Associates Laboratory, Inc. Reston, Virginia, USA) használtunk. A méréseknél 44 mm átmér j megvilágítási területet alkalmaztunk. A m szerrel a CIE L*a*b* színtérben értelmezett L*, a*, b* színkoordinátákat határoztuk meg. A mintákból 60 mm átmér j korongokat készítettünk egy speciális kiszúró segítségével, majd a korongokat vastagságuk felénél elmetszettük húros szeletel vel. A friss vágásfelületeken azonnal elvégeztük a színmérést a korong középs 44 mm átmér j felületén. Kezelési típusonként 4-4 mintán, mintánként 5-5 színmérést végeztünk. Az összehasonlító állomány vizsgálatokat STEVENSON QTS25 típ. berendezéssel végeztük. A készülék a rágás mechanikai modellezésére 13
kifejlesztett penetrométer jelleg m szer, amely kompresszió, tenzió és TPA (Texture Profile Analysis) üzemmódban egyaránt m ködtethet . A meleg leveg vel, illetve mikrohullámmal kezelt mintákon kívül megvizsgáltunk hagyományos házi technológiával el állított rántott sertésszeleteket. Az analízishez a szelet bels részén három mérési pontot választottunk ki, amelyek egy 4 cm-es egyenl oldalú háromszög sarokpontjainak feleltek meg. Egy-egy szelet típusból 3-3 szeletet analizáltunk. Az alkalmazott paraméterek: próbatest 8 mm átmér j fémhenger, a vizsgálat típusa állomány profil analízis (TPA), próbatest mozgásának sebessége 30 mm min-1, terhelés 5 g, behatolás mélysége 5 mm, ciklusok száma 2, a vizsgálat h mérséklete: 20±1°C. A mikrohullámú energiaközlés alkalmazása gombaszennyezettség kimutatására A mikrohullámú ergoszterin extrakció a következ módszer szerint történt: a 250 mg fungicid-kezelt teljes ki rlés búza rleményt illetve a meghatározás céljának megfelel mennyiség A. albertensis, F. culmorum, F. graminearum liofilizált micéliumot mértünk ki analitikai mérlegen, amelyet 0. 5 ml 2M nátriumhidroxiddal lúgossá tett 2 ml metanolos közegben teflonbomba-csövet használva mikrohullámú sugárzásnak vetettük alá professzionális mikrohullámú készülékben (LABOTRON 500). Kísérleteinket megismételtük másik professzionális mikrohullámú (Microdigest6, PROLABO) készülékkel. A készülék szintén folyamatos üzemmódban bocsát ki elektromágneses sugárzást, mint a LABOTRON 500 készülékünk, azonban a kibocsátott sugárzás fókuszált és jól definiált maximum és minimum helyekkel rendelkezik. A készülék teljesítménye tényleges, nem csupán névleges teljesítmény, maximálisan P=300W. A mintahelyek egymástól függetlenül használhatók, a vizsgálatok jól reprodukálhatóak. Az ergoszterin tartalom meghatározását Fusarium graminearum, F. culmorum, A. pallidus liofilizált micéliumokból végeztük, amelyekb l minden esetben 100 mg mennyiségeket mértünk ki. A feltárás körülményeinek hatását változtatva a kezelési id és a teljesítmény hatását vizsgáltuk az ergoszterin kitermelési százalékára. III. Új tudományos eredmények Élelmiszerporok agglomeráló szárítása vibro-aerofluid rétegben Kísérletileg megállapítottam és igazoltam, hogy az oldódási sebesség, valamint a nedvesed képesség szempontjából dönt jelent ség az agglomerálási nedvességtartalom. Igazoltam, hogy a vibro-aerofluid réteg agglomeráláskor a fluid réteghez képest növelni lehet a nedvesít folyadék mennyiségét és annak porlasztási sebességét. 14
Matematikai kísérlet-tervezési módszer alkalmazásával amely biztosította a kísérletek számának csökkenését meghatároztam az agglomerátumok száradását befolyásoló paraméterek értékeit (a szárító leveg h mérséklete X1, a szárító leveg tömegáram-s r sége X2, a leveg -el melegít be belép leveg relatív páratartalma X3, felületi s r ség X4, a vibráció amplitúdója X5, a vibráció frekvenciája X6, az agglomerálási nedvességtartalom X7). A kísérleti eredmények alapján kapott lineáris egyenletrendszer alkalmas az instantizáló berendezés egységnyi felületr l egységnyi id alatt nyert száraz termékmennyiség maximális értékének kiszámítására (1), y g v = 125,750 + 23,275X1 + 4,065X2 + 16,340X4 + 1,506X6
2,290X7
(1)
valamint a szárítás idejének meghatározására (2). y = 0,144 0,0233X1 0,0075X2 + 0,0045X4 + 0,00538X7
(2)
Váltakozó rendszer kombinált szárítás elméleti modellje Bizonyítottam, hogy a klasszikus kombinált mikrohullámúkonvektív szárítástól eltér en a csökken száradási sebesség szakasz els periódusában alkalmazott mikrohullámú kezelés eredményesen javítja a végtermék min ségét. A kísérletek többek között azt igazolták, hogy csak mikrohullámú, ill. csak konvekciós szárítás alkalmazásával jó min ség termék nem állítható el . Ugyanakkor megfelel en végrehajtott és kézben tartott , váltakozó rendszer , kombinált szárítással könny fogyaszthatóságú ropogós snack-termék állítható el , kifogástalanul visszanedvesíthet instant-termék azonban nem. Kidolgoztam a váltakozó rendszer kombinált szárítás matematikai modelljét, amely alapján a m veleti id k meghatározhatók (1. ábra). Igazoltam, hogy a teljes m veleti id ( : min) meghatározására az alábbi összefüggés alkalmazható (3): W0 Wkr1 R
Wkr1 Wm1 Wkr1 Wm1 ln R Wkr2 Wm1
Wkr1 Wm1 Wkr2 Wm2 W Wm2 ln kr2 R Wkr2 Wm1 We Wm2
(3) ahol: W0 - induló neevességtartalom, R- Wkr1 értékhez tartozó maximális száradási sebesség; R1 a csökken száradási sebesség szakasz els periódusa W aktuális értékéhez tartozó száradási sebesség; R2- a csökken száradási sebesség szakasz els periódusa Wkr2 értékéhez tartozó száradási sebesség; 15
R3 a csökken száradási sebesség szakasz második periódusa W aktuális értékéhez tartozó száradási sebesség; Wkr1, Wkr2 - kritikus nedvességtartalmak; W aktuális nedvességtartalom a csökken száradási sebesség szakasz els periódusában; W - aktuális nedvességtartalom a csökken száradási sebesség szakasz második periódusában; Wm1, Wm2 maradék nedvesség tartalmak; We egyensúlyi nedvességtartalom. dW d
Wkr1 W
W
kg H2O/kg sz.a.
Wkr2
W Wm1 We Wm2
R3 R2
R1 R
1. ábra: Váltakozó rendszer kombinált szárítás egyszer sített modellje (A vastagított vonallal jelzett háromszög a csökken száradási sebesség szakasz els periódusának, míg a vastagított szaggatott háromszög a csökken száradási sebesség szakasz második periódusának egyszer sített modellje.) Kombinált energiaközlés vibro-aerofluid réteg agglomeráló szárítás Az agglomerálási-szárítási m velet kísérleti és elméleti vizsgálatának eredményeként kidolgozásra került a mikrobiológiailag nem kifogásolható, gyorsan oldódó élelmiszerporok el állításának továbbfejlesztett eljárása, valamint az eljárást megvalósító berendezés (2. ábra). Bizonyításra került a vibro-aerofluid réteg, kombinált (mikrohullámkonvektív) energiaközléssel történ alkalmazásának célszer sége. Az anyag térfogati melegítése következtében a nedvességgradiens a részecske küls felülete felé mutat, amelynek eredményeként a könnyen oldódó anyagok a nedvességgel együtt folyadék formájában vándorolnak. A nedvesség elpárolgása után ezek a komponensek, mint felületaktív anyagok a kapillárisok felületén maradnak, amely meggyorsítja a részecskék folyadékban történ oldódását. 16
Bizonyításra került, hogy a multimódusú mikrohullámú térben a h érzékeny anyagok kezelését agglomerálás-szárítás során ciklikus üzemmódban célszer elvégezni, mégpedig a mikrohullámú generátorok két periódusának idejében. Az els periódusban a mikrohullámú energia szorpciójának következtében a térfogati melegítés miatt az anyagszemcsékben az agglomerátumok kapillárisaiban vízg zleveg keverék parciális nyomása megnövekszik. A második periódusban, kikapcsolt mikrohullámú energiaforrásnál intenzív h -anyag transzport folyamat játszódik le a nedvesség gradiens következtében, valamint az anyag vibro-aerofluid állapota miatt.
2. ábra Szakaszos m ködés , multimódusú, kombinált energiaközlés , üzemi méret agglomeráló-szárító berendezés Az elvégzett kísérletek eredményei alapján megalapoztam az élelmiszerporok vibro-aerofluid réteg , kombinált energiaközlés agglomerálási-szárítási m velet folyamat-modelljét. Kísérleti üzemi vizsgálatok során igazoltam az agglomerátumok száradását befolyásoló hét alapvet tényez szerepét, amelyek alapvet en meghatározzák a vizsgálati objektum agglomerálási-szárítási m veletét. 17
Igazoltam, hogy a (4) egyenlet komplex módon tükrözi az egyes tényez k hatását a fajlagos teljesítményre és a m veleti id re: n
f (y j ) j 1 k
yp (
(4) y j )n ±1
l 1
ahol f(yi) a tényleges függvénykapcsolat faktoronként, (yj) az egyes kísérleti beállításokhoz tartozó értékek, (k) a kísérletek száma. Kísérletileg igazoltam Krasznyikov V. V. (1973) hipotézisét, amennyiben elegend egyetlen száradási görbét, illetve száradási sebesség görbét meghatározni (3 és 4 ábrák) és abból más eljárási paraméterekre egy sor száradási görbe szerkeszthet bizonyos korlátok figyelembe vételével. Miután (ta) és a m veletet befolyásoló paraméterek közötti kapcsolatot a (4) egyenlet szerint meghatározhatjuk, így tetsz leges rezsim paraméterekre számolhatjuk a m veleti id t. 2
m = 23 kg/m X s = 0,1 kg/kg X f = 0,098 kg/kg
0,08
0,06
X
Xe , kg/kg
0,10
0,04
0,02 0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
t/t a
3. ábra Plazmapor egyesített száradási görbéje 2,0
dX 1 dt , % min
1,5
1,0
0,5
Xc3 Xc2
0,10
Xc1
0,12
0,14
Xsc2
0,16
Xsc1
0,18
0,20
x, kg/kg
4. ábra Plazmapor egyesített száradási sebességgörbéje 18
A mikrohullámú munkatér elektrodinamikai rendszerének vizsgálata alapján javasoltam az energiabeviteli helyek optimális elhelyezésének meghatározására alkalmas számítási módszert, amellyel biztosítható a multimódusú elektromágneses térnek a feldolgozás szempontjából elégséges egyenletes eloszlása. A mágneses tér tangenciális összetev inek maximumait, a rezonátor x=0 síkjában az alábbi egyenletrendszerrel írhatjuk le (5., 6. és 7. egyenletek):
H(TE)-típusú terjedésre m n * b c 2 2 n c
Hy
Hz
cos
2
m n y cos z b c
sin
m n y sin z b c
(5)
(6)
E(TM)-típusú terjedésre: Hy
sin
m n y cos z b c
(7)
ahol: - a rezonanciafrekvencia hullámhossza; l, m, n - az üregrezonátorban terjed /2 hullámhosszak száma a rezonátor x,y,z koordinátái mentén (módus-indexek); a, b, c - a rezonátor oldalainak hossza. A számítások alapján ezek a maximumok ott adódnak (5., 6. és 7. ábrák), ahol: m y b n z c
2
T
K
ahol
ahol
T 1,3,5...M
K
1,2,3...n
19
2m
és
(8)
(9)
5. ábra: A TE-módusú mágneses tér H y maximumának eloszlása a z-y síkban
6. ábra: A TE-módusú mágneses tér H z maximumának eloszlása a z-y síkban
7. ábra: A TM-módusú mágneses tér H y maximumának eloszlása a z-y síkban 20
Kísérleti berendezés fejlesztése monomódusú üregrezonátorral Kifejlesztettem egy kísérleti vibro-aerofluidizációs berendezést, monomódusú hengeres üregrezonátorral (8. ábra). A berendezés alkalmas az abszorpciós tényez , a permittivitás és a veszteségi tényez meghatározására a megadott algoritmus alapján (9. ábra).
8. ábra: A vibro-aerofluidizációs mikrohullámú szárító-mér rendszer blokkvázlata Mivel a fluidizáció (rétegmozgás) létrejöttének ellen rzése vizuálisan csak korlátozott mértékben lehetséges a berendezésen kialakított figyel rések segítségével, ezért a spektrumanalizátor jele alapján szabályozni lehet a fluidizációhoz szükséges légsebesség (leveg tömegáram) nagyságát. Tehát a spektrumkép alapján a szárítási folyamat közben a szükséges mértékben be tudjuk állítani a megfelel légáram értékét, amely elengedhetetlen az egyenletes rétegmozgás biztosításához a vibro-aerofluid agglomerálás- szárítás esetén. 21
9. ábra: Az abszorpciós tényez , a permittivitás és a veszteségi tényez meghatározásának algoritmusa Abszorpciós tényez vizsgálata kukorica modell termékre Kísérletileg bizonyítottam kukorica vibro-aerofluid réteg kezelésekor, hogy az abszorpciós tényez mind a besugárzási id , mind a h mérséklet illetve a nedvességtartalom függvényében vizsgálva kezdetben növekszik, majd egy maximális érték elérése után csökken. Az abszorpciós tényez h mérséklet és nedvességtartalomfügg inflexiós pontjait Bengtsson et al. (1971) is igazolta. Villamos analógia példáját alkalmazva vizsgáltam a kukoricaszemek fajlagos rezisztenciájának változását a h mérséklet függvényében (10. ábra).
22
(T), ohmcm 800 700 600 500 400 300 200 100 0 30
40
50
60
70
80
90
T, oC
10. ábra: A kukoricaszemek fajlagos rezisztenciája a h mérséklet függvényében 60 R 0l(1
(10)
T)
A megadott összefüggés (10) alapján arra a következtetésre jutottam, hogy kis h mérsékletnél, a nevez negatív h foktényez j (1 T) összetev je miatt az abszorpciós tényez még kis érték , majd a h mérséklet emelkedésekor növekszik és elér egy maximális értéket. Eközben a kipárolgás miatt csökken a nedvességtartalom ( növekszik az l-értéke) és ezzel együtt viszszacsökken az abszorpciós tényez is. A folyamat ilyen módon történ lefolyásában, mind az egyedi szemcsékben, mind pedig a vibro-aerofluid rétegben lejátszódó h - és nedvesség transzport, nedvesség profil átrendez dés a meghatározó tényez . Antinutritív anyagok csökkentése mikrohullámmú energiaközléssel Szója tripszininhibitor inaktiválása mikrohullámú kezeléssel Bizonyítást nyert egy olyan kísérlettervezési módszer (Adler et al. 1977, Kemény et al. 1990, Mason et al. 1989, Davies 1993) eredményessége, amellyel egy sokváltozós folyamat csökkentett kísérletszámmal is elvégezhet oly módon, hogy a változók közötti ortogonalitás megmarad és lehet ség nyílik a változók optimális határértékeinek meghatározására. A gradiens kísérletterv szerinti optimálással elvégzett kísérleteink eredményeként a kezelt minták tripszininhibitor aktivitása 10 TIU/mg határérték alá csökkenthet . 23
Borsó bázisú száraztészta termékmin ség javítása mikrohullámú kezeléssel Bizonyítottam, hogy szabályozott m veleti paraméterek alkalmazása esetén a mikrohullámú energiaközlési technológia jelent sen növeli az emésztést gátló inhibítorok eliminálásával és a termék szerkezetének pozitív módosításával a borsó bázisú speciális tésztakészítmények táplálkozásbiológiai és gasztronómiai értékeit. A mikrohullámú kezelés minden esetben szignifikánsan azonos szintre csökkenti a tripszininhibitor mennyiséget 1-10 TIU/mg értékre. Így az alapanyag a kezelés után minden korlátozás nélkül bármilyen területen alkalmazható. A mikrohullámú kezelés el zetes energiafelvételt jelent, így a tészták f zési ideje 3-5 min-ra csökkent. A mikrohullámú kezelés a rövidebb f zési id mellett javította a termék ízét is, kellemes, harmonikus ízhatású lett. Termékbiztonság növelése alternatív h kezeléssel Kísérleti úton bizonyítást nyert a mikrohullámú energiaközlés közvetlen élelmiszeripari alkalmazhatósága pl. panírozott húskészítmény mikrobiológiai állapot-stabilizálásánál, amely az eltarthatósági és szavatossági id t megnöveli, jelent s min ségcsökkenés nélkül. Optimáltuk az alkalmazott teljesítmény szintet és a kezelési id t. Mikrobiológiai és tárolási kísérletekkel, valamint színméréssel és összehasonlító állományvizsgálattal bizonyítottam, hogy a javasolt eljárás alkalmas a termékszavatossági id biztonságos növelésére. A mikrohullámú energiaközlés alkalmazása gombaszennyezettség kimutatására Bizonyítottam munkatársaimmal, hogy mikrohullámú energiaközléssel intenzifikálni lehet a gabonaeredet szemcsés halmazok mikotoxin fert zöttségének kimutatási (detektálási) hatékonyságát. Az A. albertensis ATCC 58745 tenyészet esetében az OchratoxinA (OA) tartalom és az ergoszterin mennyisége között szoros összefüggés mutatható ki (11. ábra). Ennek a megfigyelésnek az a gyakorlati jelent sége, hogy az ergoszterin mennyiségének gyors meghatározása elkerülhet vé teheti az OA szennyezettség mérését, valamint új lehet séget nyújt az élelmiszerek mikrobiológiai kockázatának becslésére.
24
40
0,045
35
0,04
30
0,035 0,03
25
0,025
20
0,02
15
0,015
10
0,01
OA tartalom ( g ml-1)
száraztömeg (mg ml-1) ergoszterin ( g ml-1)
0,05
ergoszterin száraztömeg OA tartalom
5
0,005 0
0 0
2
4
7
10 13 16 19
nap
11. ábra Az A. albertensis ATCC 58745 OA termelése, micélium száraztömege és ergoszterin tartalma közötti összefüggés Bizonyítottam, hogy 50% (P=150W) teljesítmény mellett a kezelési id változtatása (t=30, 60, 90, 240 s) a F. graminearum liofilizált micélium esetében nem okozott szignifikáns változást az ergoszterin feltárás hatékonyságában (12. ábra).
12. ábra A kezelési id hatása a F. graminearum liofilizált micéliumából kinyerhet ergoszterin mennyiségére
25
Bizonyítottam, hogy a teljesítmény változtatása (25, 50, 75, 100%) esetében a F. culmorum minták ergoszterin tartalma a P=300W maximális teljesítmény 25%-ának, vagyis mintahelyenként P=75W teljesítmény alkalmazása esetében bizonyult optimálisnak (13. ábra).
er goszt er in ng/ loop
80 60 40 20 0 0
20
40
60
80
100
120
teljesítmény%
13. ábra Az alkalmazott teljesítmény hatása a F. culmorum liofilizált micéliumából kinyerhet ergoszterin mennyiségére A F. culmorum és A. pallidus liofilizált micélium minták esetében t=90s kezelési id , és P=75W teljesítmény alkalmazásánál megállapítható, hogy a micélium száraztömeg és azok ergoszterin tartalma között lineáris korreláció áll fenn (14. ábra).
14. ábra A micélium száraztömeg és ergoszterin tartalom közötti összefüggés A. pallidus és F. culmorum esetében A tudományos eredmények javasolt hasznosítási lehet ségei Kutatási eredményeim hozzájárulnak a mikrobiológiailag nem kifogásolható, gyorsan oldódó élelmiszerporok agglomerátumok el állítására alkalmas eljárás továbbfejlesztéséhez. A 26
kidolgozott eljárás összekapcsolja az anyag vibro-aerofluid rétegének és a mikrohullámú tartományba es többmódusú elektromágneses térben történ térfogati anyag melegítésének el nyeit. A vibro-aerofluid réteg kombinált energiaközléssel történ kezelésének jelent s hatásfok növekedését bizonyítottam azzal, hogy a h érzékeny anyagoknak az ajánlott módszerrel történ feldolgozása esetén a mikrohullámú energiabevitelt impulzus üzemmódban célszer végrehajtani. Eredményeim hozzájárulnak a váltakozó rendszer szárítás elméleti és gyakorlati megalapozásához. Kidolgoztam a kombinált energiaközléses agglomeráló-szárító berendezés mérnöki tervezési módszerét, meghatároztam és javasoltam azokat az alapvet követelményeket, amelyek a mikrohullámú munkatér elektrodinamikai rendszerének tervezéséhez szükségesek. Az ajánlott technológiát bevezetésre javaslom a f szerpaprika, f szerek és különböz szárított termékek gyártása esetén a mikrobiológiai tisztaság növelése érdekében. A monomódusú üregrezonátorral rendelkez kísérleti berendezésnél szerzett fejlesztési tapasztalataim hozzájárulnak egy hazai kutató bázis létrehozásához, amely egy mikrohullámú alaprendszer kifejlesztését t zi ki célul. Az alaprendszerre az aktuális vizsgálati céltól függ en különböz applikátorokat, mér modulokat lehet illeszteni. Ezzel különböz üzemmódú szárításokat illetve anyagvizsgálatokat lehet a mikrohullámú kutatásban iskolateremt kutatók-fejleszt k együttm ködésével megvalósítani. IV. Az értekezés témájában megjelent önálló és társszerz s publikációk jegyzéke 1. G. Szabó., J. Dörnyei. (1988): Development of an Equipment for Combinational Microwave and Hot Air Agglomerating-Drying for Food Powders. " 6th International Drying Symposium. IDS'88. Keynote Lectures, Versailles. Vol. 1. pp. 209-215. 2. Szabó, G. (1990a): Élelmiszer- és biotechnológiai m veletek intenzifikálása mikrohullámú energiával. Vegyipari Gépészeti Konferencia közl., Budapest. 2 köt. pp. 405-419. 3. Szabó, G. (1990b): Gyorsfagyasztott baromfiipari termékek mikrohullámú felengedtetése üregrezonátoros kezel térben. H t ipar, 1, 14-20. 4. Szabó, G. (1991): A mikrohullámú technika alkalmazása az élelmiszeripari és biotechnológiai gyakorlatban. Szeszipar, 4, 124-127. 5. Szabó, G., Rajkó, R., Kovács, E., Papp, G-né., Hotya, L-né. (1994): Mikrohullámú termikus kezelés hatása a szójabab min ségére. Élelmiszeripari F iskola, Tudományos Közlemények, 17. pp.12-23. 27
6. Szabó, G., Rajkó, R., (1995): A mikrohullámú technika alkalmazása élelmiszeripari m veletekben-eljárásokban. "Élelmiszeripari és Vegyipari Gépek a Gyakorlatban'95 Konferencia és Kiállítás" c. kiadvány. Gyula, 1995. október 10-11. pp. 76-82. 7. Forgács, E., Szabó, G. (1996): Kísérleti aero-vibrofluidizációs granuláló berendezés m ködtet egységeinek fejlesztése. Élelmiszeripari F iskola, Tudományos Közlemények, 18. pp. 132-145. 8. R. Rajkó, G. Szabó, C.Vidal Valverde, E. Kovács (1997): Designed Experiments for Reducing Antinutritive Agents in Soybean by Microwave Energy. J.Agric. Food Chem. 45. pp. 3565 3569. 9. Rajkó, R., Szabó, G. (1997): Kísérlettervezés alkalmazása élelmiszeripari m veletek optimalizálására. MTA Szegedi Területi Bizottságának Kiadványai. XXI. kötet p. 40-44. 10. Rajkó, R., Szabó, G. (1997): Mikrohullámú h kezelésen alapuló gyors nedvesség meghatározó módszer statisztikai vizsgálata. Élelmiszeripari F iskola, Tudományos Közlemények 19. pp.88 95. 11. G. Szabó, R. Rajkó, C. Hodúr (1998a): Combined Energy Transfer by Microwave-Convective Drying of Agriculture Materials. Hung. Agric. Eng. Vol. 11. 23-25. 12. Szabó, G., Rajkó, R., Kovács, E., Vidal-Valverde C. (1998b): Optimisation of Microwave Treatment for Reducing Enzyme Activity of Soybean. In "Proceedings of the international symposium on applications of modelling as an innovative technology in the agrifood chain" 29 November - 2 December, Wageningen, The Netherlands., Edited by: L.M.M. Tijskens., M.L.A.T.M. Hertog. Published by ISHS, Leiden, The Nederlands.(ISBN 90 6605 940 0) Acta Horticulture, Volume, 476, pp. 141-149. 13. G. Szabó, R. Rajkó, C. Hodúr (1998c): Agglomeration-Drying by Microwave. Bulletins for Applied Computer Mathematics. BAM 1532/ 98 LXXXVI A p. 215-223. 14. Szabó, G. (1999): Mez gazdasági anyagok kombinált energiaközlés (mikrohullám-konvektív) szárítása. József Attila Tudományegyetem. Tudományos Közlemények. 20/2. pp. 62-77. 15. G. Szabó and K. Rigó (2000): Agglomeration-Drying of Food Powders by Combined Microwave/Conventional Energy Transfer in Vibro-Fluid Layer. 3rd Israeli Conference for Conveying and Handling of Particulate Solids. The Dead Sea, Israel. May 29-June 1, 2000. Proceeding Volume 1. 2.20-2.28 pp. 16. G. Szabó, E.T. Kovács, L. Maráz-Szabó, J. Varga (2000): Influence of Variety Emulsifier and Microwave Heat Treatment for the Quality of Amarant Based Pasta Products. 11th International Cereal and Bread Congress (CHL2000) 8-15 September 2000. Greenacre Australia. Proceeding. p. 156-157. 28
17. G. Szabó, K. Rigó. (2000): Predictive modelling of fungal contamination in plant products using microwave assisted ergosterol extraction method. 3rd International Conference on Predictive Modelling in Foods. Leuven, Belgium. September 12-15. Conference Proceeding 126-129 pp. 18. Szabó, G. (2001): Theoretical and Experimental study of Agglomeration-Ddrying of Food Powders in Vibro-Fludized Bed by Microwave-Convection Method. Internetional Conference on Partical Aspects of Particle Technology. HUN-Pra-PARTEC. Budapest, 21-24 August. Proceedings pp. 343-346. 19. Szabó, G., Rajkó, R., Hodúr, C. (2001): Csiperkegomba konvekciós és mikrohullámú szárításának összehasonlító vizsgálata. 4. Magyar Szárítási Szimpózium. Nyugat-Magyarországi Egyetem, Mosonmagyaróvár, október 18-19. Konferencia CD ROM. Szerkeszt : Prof. Dr. Neményi M. 20. Szabó, G., Rajkó, R., Hodúr, C., Papp G.-né (2001): A váltakozó rendszer kombinált szárítás elmélete és gyakorlata. Élelmiszeripari F iskolai Tudományos Közlemények. pp. 122-134. 21. K. Rigó., G. Szabó, J. Téren, J. Varga (2001a): Application of Microwave-Assisted Ergosterol Extraction (MAE) Method to Assess Fungal Contamination in Plant Products. EUROFOODCHEM XI. Norwich Research Park. Biologically-Active Phytochemicals in Food. S. Khokhar (ISBN 0Edited by: W. Pfannhauser, G.R. Fenwick 85404-806-5) pp. 253-255. 22. Rigó, K., Varga, J., Téren, J., Szabó, G.(2001b): Mikotoxin vizsgálatok Aspergillus fajokkal. Élelmiszeripari F iskolai Tudományos Közlemények. 22. pp. 111-121. 23. Szabó, G., Rajkó, R., Neményi, M., Hodúr, C. (2002): Modelling of Combined Hot-air Convective and Microwave Drying of Mushroom (Agaricus Bisporus). International Drying Symposium. IDS 2002. Beijing, August 27-30. China. Drying 2002. Edited by: C.W. Cao., Y.K. Pan., X.D. Liu., Y.X. Qu. Series Editor: A.S. Mujumdar. Volume A pp. 319-326. 24. J, Varga., K. Rigó., Cs, Lamper., J. Téren., G, Szabó. (2002): Kinetics of Ohratoxin A Production in Defferent Aspergillus Species. Acta Biologica Hungarica 53.p. 381-388. 25. Szabó, G. Ludányi, L., Forgács, E. (2002): Egyenletes elektromágnese téreloszlású kombinált mikrohullámú meleg leveg s vibrofluidágyas kísérleti szárító berendezés fejlesztése. EU konform mez gazdaság és élelmiszerbiztonság. Szerk: Nagy, J. (ISBN 963 472 695 X). pp. 321-328. 26. G. Szabó., L. Ludányi., R. Rajkó., E. Forgács. (2003a): Recent Developments of Combined Microwave-assisted Hot-Air 29
Vibrofluidised Bed Dryer with Homogenius Distribution of Electromagnetic Field. 4th International Conference for Conveying and Handling of Particulate Solids. 2. pp. 13.31-13.36. 27. Szabó, G., Ludányi, L., Forgács, E., Beszédes, S. (2003b): Aerovibrofluidizációs mikrohullámú szárító-mér egység. 5. Magyar Szárítási Szimpózium. Szegedi Tudományegyetem SZÉFK, Szeged, október 21-22. Konferencia CD ROM. Szerkeszt : Rajkó, R., Szabó G. 28. Fenyvessy, J., Szabó, G., Eszes, F. (2005): Alternatív technológiai megoldások felkutatása és összehasonlítása a jelenlegi technológiákkal min ségi, környezettudatos és környezet hatékony termelési elvek alkalmazásával. Debreceni Egyetem, Agrártudományi Közlemények. 17. (megjelenés alatt). ISSN 1587-1282. 29. G. Szabó., J. Fenyvessy., F. J. Jankóné. (2005): Increasing the duration of products with microwave heat-treatment. University of Debrecen Journal of Agricultual Sciences. 18. (in press). ISSN 1587-1282.
V. Hivatkozott irodalom 1. Adler, Ju., P. Markova, E. V., Granovszkij, Ju. V. (1977): Kísérletek tervezés optimális feltételek meghatározására. M szaki Könyvkiadó, Budapest. 2. Attema, E., Haan C., Krul L. (1978): Modelling of Microwave Heating Processes. In: Proceedings of the IMPI Symposium, Ottawa. pp. 77-79. 3. Baitner, K. (1975): Gazdasági állatok takarmányozása. Mez gazdasági Kiadó, Budapest. 4. Beke, J. (1997): Terményszárítás. Agroinform. Budapest. 5. Berecz, L., Neményi, M., Puiggali, J. R. (1999): Combined microwave - convective drying of Saccharomyces cerevisiae based yeast. Acta alimentaria, Vol. 28 (3), pp. 223 - 233. 6. Biacs, P (1998): Mild foodprocessing - Health defending foods. Magyar Kémiai Folyóirat 104 (3). pp. 115-117. 7. Birk, Y. (1994): Protein proteinase inhibitors in food. Procedeeings of the International Euro Food Tox IV Conference, Vol. 1, pp.202-213. 8. Biró, G., Biró, Gy. (2000): Élelmiszer biztonság, Táplálkozás egészségügy. Agroinform Kiadó, Budapest, 49-100. 9. Carroll, D. E., Lopez, A. (1969): Lethality of radio-frequency energy upon microorganisms in liquid, buffered, and alcoholic food systems. J. Food Sci. 3. pp. 320-324. 10. Chen G., Wang W., Mujumdar A.S. (2001): Theoretical study of microwave heating patterns on batch fluidized bed drying of porous material. Chemical Engineering Science 56. pp. 6823-6835. 30
11. Cheung,W. (1985): Microwaves Made Simple: Principles and Applications. London, Adtech. Books Co. Ltd. 400 p. 12. Conde-Petit, B. (1992): Interaktionen von Stärke mit Emulgatoren in Wasselhaltigen Lebensmittel-Modellen. Dissertation an der ETH Nr. 9785. Zurich. 13. Cslenov, V. A., Mihajlov, N. V. (1967): Szuska szüpucsih materialov v vibrokipjascsem szloje. Sztrojizdat . Moszkva. 14. David M. Pozar (1998): Microwave Engineering. John Wiley & Sons, INC. New York. 15. Farkas, J (2001): Future trends in food technology - Novel food and transgenic food - A review. Acta Alimentaria 30 (3). pp. 267-279. 16. Fung, D. Y. C., Cunningham, F. E. (1980): Effect of microwaves on microorganisms in foods. J. Food Prot. 43. pp. 641-650. 17. Goldberg, I. (1994): Functional Foods. Chapman and Hall, New York. 18. Goldblith, S. (1984): Dielectric Properties of Foods and Their Importance in Processing with Microwave Energy. Microw. Energy Appl. Newsl. 7. -3. pp. 9-14. 19. Gyenis, J., Szépvölgyi, J., Ulbert, Z., et al. (1998): Modelling of gas-solid flows. Hungarian Journal of Industrial Chemistry 26 (2). pp. 125-133. 20. Hill, J.M., Marchant, T.R. (1996): Modelling microwave heating in Appl. Mathemamatic Modelling. 20. pp. 5-15. 21. Holló J. (1985): Biotechnology in the food-industry. Élelmezesi Ipar 39 (12). pp. 441-444. 22. Kakade, M.L. Rackis, LI. Mc Ghee, LE. and Püski, G. (1974): Cereal Chemistry, 51. pp. 376-382. 23. Karácsonyi, L. (1970): Liszt vizsgálati módszerek. Mez gazdasági Kiadó, Budapest. 24. Kemény, S., Deák, A. (1990): Mérések tervezése és eredményeik kiértékelése. M szaki Könyvkiadó, Budapest. 25. Kovács, E. (1992): Felületaktív anyagok hatásának vizsgálata száraztészta modellrendszerekben. Kandidátusi értekezés, MTA, Budapest. 26. Kovács, F., Ványi A. (1992): Egyes nehézfémek, a nitrátok és a mikotoxinok mozgása a táplálékláncban. Élelmezési Ipar, 46. 11. pp. 327-331. 27. Kiss, I. (2000): Újabb élelmiszer-tartósítási eljárások. Konzervújság. 2000/2. sz.pp. 40. 28. Kozempel., M. F., Annous., B. A., Cook, R. D., Scullen, O. J., Whiting, R. C. (1988): Inactivation of microorganisms with microwaves at reduced temperatures. J. Food Prot. 61. pp. 582585.
31
29. Mason, R.L., Gunst, R.F., Hess, J.L. (1989): Statistical design and analysis of experiments with applications to engineering and science. John Wiley & Sons, New York. 30. Molnár K. (1986): Gas fluid forced contact by disperse fluid procedure. Energia és Atomtechnika 39 (12). pp. 545-550. 31. Neményi M, Czaba I, Kovács A, et al. (2000): Investigation of simultaneous heat and mass transfer within the maize kernels during drying. Computers and Electronics in Agriculture 26 (2). pp. 123-135. 32. Oloyede A., Groombridge P. (2000): The influence of microwave heating ont he mechanical properties of wood. Journal of Materials Processing Technology. 100. pp. 67-73. 33. Pallai, I-né., Göllei, A., Ludányi, L., Vass, A., Szijjártó, E. (2004): Mikrohullámú energia disszipáció vizsgálata mez gazdasági magvak mikrohullámú h kezelése kapcsán. M szaki Kémiai napok kiadvány. pp. 159-164. 34. Podor, B., Mojzes, I., Szentpáli, B. (1978): Characterization of gaas epitaxial layers and diode chips for microwave device purposes. Acta Physica Academiae Scientiarum Hungaricae 44 (1). pp. 79-89. 35. Rajkó, R. (1994a):Treatment of model error in calibration by robust and fuzzy procedures. Anal. Lett., 27(1). pp. 215 228. 36. Rosenberg, U., Bogl, W. (1987a): Microwave pasteurization, sterilization, blanching, and pest control in the food industry. Food Technol. 41. pp.92-99. 37. Rosenberg, U., Bogl, W. (1987b): Microwave thawing drying and baking in the food industry Food Technol. 41. pp. 85-91. 38. Sasaki, K., Honda, W., Miyake, Y. (1998): Evaluation of hightemperature and short-time sterilization of injection ampulles by microwave heating. PDA J. Pharma. Sci. Techn. 52(1). pp. 5-12. 39. Sembery, P. et al. (1999): High frequency and microwave dielectric properties of basic food material. Hungarian Agricultural Engineering. No 12. pp. 15-19. 40. Toledo, R.T. (1994): Fundamentals of Food Process Engineering. Chapman & Hall, New York. 41. Tulasidas, T.N., Raghavan, G.S.V., Mujumdar, A.S. (1995): Microwave drying of grapes in a single mode cavity at 2450 MHz. Drying technology Vol. 3. No. 8-9. pp. 1949-1971. 42. Valdebouze et. al. (1980): Can. J. Plant. Sci., 60. pp. 695-701. 43. Young, C. J., (1995): Microwave-assisted extraction of the fungal metabolit ergosterol and total fatty acids. J. Agric. Food. Chem. 43. pp. 2904-2910. 32
