Современные методы сушки растительного сырья: аналитический обзор

Введение. В условиях растущей конкуренции в агропромышленности, особенно в растениеводстве, важно разрабатывать инновационные методы переработки сырья. Эти методы должны оптимизировать энергетические затраты, повышать качество продукции и снижать потери. Сушка — ключевой технологический процесс, применяемый на разных этапах переработки. В условиях меняющейся геополитической обстановки совершенствование сушильного оборудования становится критическим для конкурентоспособности на внутреннем и международном рынках, а также для производства высококачественной продукции, соответствующей современным стандартам.

Материалы и методы. Современные исследования направлены на изучение тепловых процессов, окислительных реакций, изменений структуры и физических свойств растительного сырья. Ключевая проблема - термолабильность материалов, которая приводит к разрушению ценных компонентов при высоких температурах. Работы А. В. Лыкова и А. Ф. Буляндра заложили основы теоретических моделей и практических методов. Особое внимание уделяется кинетике переноса влаги, параметрам энергетической освещенности, спектральным характеристикам и скорости сушки.

Результаты и обсуждение. В рамках данного исследования был проведен всесторонний анализ сушильных установок, применяемых в современной практике обработки растительного сырья. Эти установки демонстрируют значительное разнообразие конструктивных параметров, что обуславливает их классификацию по множеству критериев. Данная систематизация позволяет осуществлять детальный сравнительный анализ различных типов оборудования, что, в свою очередь, способствует углубленному пониманию технических аспектов процесса сушки и оптимизации производственных процессов.

Заключение. Совершенствование технологий сушки и разработка новых сушильных установок позволит повысить конкурентоспособность сельского хозяйства, повысить энергоэффективность и снизить экологическое воздействие.

1. Росабоев А. Т., Игамбердиев Д. Х. Способы технологического процесса сушки материалов // Молодой ученый. 2016. № 8. С. 289–291.

2. Павленко Т. Г. Применение вакуумной сушилки растительного сырья в сельском хозяйстве для сокращения энергетических затрат // Физика и современные технологии в АПК: Материалы Х Международной молодежной конференции молодых ученых, студентов и школьников. Орёл: Картуш, 2019. С. 329–334.

3. Филоненко Г. К. Сушка пищевых растительных материалов. М.: Пищевая промышленность, 1971. 440 с.

4. Родионов Ю. В., Данилин С. И., Зорин А. С., Зорина О. А., Талыков В. А. Вакуумная сушка растительных материалов // Наука в центральной России. 2024. Т. 69. № 3. С. 7–15. https://doi.org/10.35887/2305-2538-2024-3-7-15

5. Popova I. V., Rodionov Yu. V., Shcherbakov S. A., Dmitriev V. M., Only V. G., Hanuni S. S. Conditions for combined convective vacuum-pulse drying of plant products // Issues of modern science and practice. University of V.I. Vernadsky. 2008. No. 4 (14). P. 21–25.

6. Rodionov Yu. V., Popova I. V., Shatsky D. A. Comparative analysis of the effectiveness of sublimation and two-stage convective vacuum-pulse drying // Proceedings of the international technical seminar: to the 100th anniversary of A.V. Lykova. Voronezh, 2010. P. 160–167.

7. Skripnikov Yu. G., Mitrokhin M. A., Larionova E. P., Rodionov Yu. V., Zorin A. S. Innovative technologies for drying vegetable raw materials // Questions of modern science and practice. University named after V. Vernadsky. 2012. No. 3 (41). P. 371–376.

8. Брагинец С. В., Бахчевников О. Н., Кузьменко Д. А. Пневматические и вихревые сушилки для обезвоживания мелкодисперсного растительного сырья // Вестник КрасГАУ. 2025. № 8. С. 239– 257. https://doi.org/10.36718/1819-4036-2025-8-239-257

9. Dorfeshan M., Mehrzad S. Pneumatic and flash drying // Particulate Drying. Boca Raton: CRC Press, 2023. P. 47–61. https://doi.org/10.1201/9781003207108

10. Borde I., Levy A. Pneumatic and flash drying // Handbook of Industrial Drying. Boca Raton: CRC Press, 2006. P. 350–365. https://doi.org/10.1201/9781420017618.ch16

11. Borde I., Levy A. Pneumatic and flash drying // Handbook of Industrial Drying. Boca Raton: CRC Press, 2015. P. 381–392. https://doi.org/10.3390/10.1201/b17208

12. Dorfeshan M., Mehrzad S. Pneumatic dryers // Drying Technology in Food Processing. Woodhead Publishing, 2023. P. 157–173. https://doi.org/10.3390/10.1016/B978-0-12-819895-7.00019-5

13. Патент РФ № 2011131360/06, 26.07.2011. Пневматическая сушилка / А. А. Селиверстов, И. Е. Тимофеев, Е. А. Шестаков, С. А. Шестаков // Патент России. № 2476792. 2013. Бюл. № 6.

14. Tan X., Jiang W., Su J., Yu F. Recent Advances in Drying Technologies for Orange Products // Foods. 2025. No. 14. Art. 3051. https://doi.org/10.3390/foods14173051

15. Bozkir H. Effects of hot air, vacuum infrared, and vacuum microwave dryers on the drying kinetics and quality characteristics of orange slices // Journal of food process engineering. 2020. No. 43. Art. e13485.

16. Jiao Y., Tang H., Yan Z., Wu Z., Zhang D., Yu Z., Ni D. Effect of different drying methods on quality of orange dark tea // Journal of food measurement and characterization. 2024. No. 18. P. 3244–3254.

17. Liu Y., Zhang Z., Hu L. High efficient freeze-drying technology in food industry // Critical reviews in food science and nutrition. 2022. No. 62. P. 3370–3388.

18. Deng L., Mujumdar A., Zhang Q., Yang X., Wang J., Zheng Z., Gao Z., Xiao H. Chemical and physical pretreatments of fruits and vegetables: Effects on drying characteristics and quality attributes–A comprehensive review // Critical reviews in food science and nutrition. 2019. No. 59. P. 1408–1432.

19. Agnihotri V., Borse K., Bhandarkar H., Subramaniam V., Bhardwaj S. Efficacy of Ozone to Reduce Total Viable Count, Yeast and Mould Count, Coliform Count and Enterobacteriaceae Count in Raw Onion and Dehydrated Onion Products // Plant Archives. 2018. No. 18. P. 2811–2821.

20. Bae J., Lee D., Oh K., Jeong D., Lee D., Kim J. Photochemical advanced oxidative process treatment effect on the pesticide residues reduction and quality changes in dried red peppers // Scientific Reports. 2023. No. 13. Art. 4444.

21. Pandiselvam R., Rathnakumar K., Nickhil C., Charles A., Falsafi S., Rostamabadi H., Sofia A., Aydar A., Priya V., Malik S. Ozone-Based Oxidation Treatment to Enhance Food Drying Rate and Quality: Mechanisms, Current Knowledge, and Future Outlook // Food and Bioprocess Technology. 2025. No. 18. P. 5038–5057.

22. Botondi R., Barone M., Grasso C. A review into the effectiveness of ozone technology for improving the safety and preserving the quality of fresh-cut fruits and vegetables // Foods. 2021. No. 10. Art. 748.

23. Fonteles T., Nascimento R., Rodrigues S., Fernandes F. Effects of ozone pretreatment on drying kinetics and quality of Granny Smith Apple dried in a fluidized bed dryer // Proceedings of the 21st International Drying Symposium (IDS). Valencia, Spain, 11–14 September 2018. P. 789–794.

24. Zhang D., Jiang B., Luo Y., Fu X., Kong H., Shan Y., Ding S. Effects of ultrasonic and ozone pretreatment on the structural and functional properties of soluble dietary fiber from lemon peel // Journal of Food Process Engineering. 2022. No. 45. Art. e13916.

25. Лифенцева Л. В., Расщепкин А. Н., Неверов Е. Н., Короткий И. А., Короткая Е. В. Оптимизация технологии вакуумной сушки сельскохозяйственного сырья растительного происхождения // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2022. № 2 (208). С. 82–89.

26. Савенков Д. Н., Щербаков А. А., Мехралиев Р. Э., Сердюк В. А. Инфракрасная сушка с применением конвекционно-вакуумной технологии для высушивания продуктов растительного происхождения // Инженерный вестник Дона. 2021. № 11. С. 605–616.

27. Precoppe M. Scaling out energy-efficient pneumatic drying technology in Tanzania. RTB Working Paper, 2021. 31 p.

28. Precoppe M., Tran T., Chapuis A., et al. Improved energy performance of small-scale pneumatic dryers used for processing cassava in Africa // Biosystems Engineering. 2016. Vol. 151. P. 510–519. https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2016.10.001

29. Chapuis A., Lancement C., Giraldo F. Extensive experimental validation of a model for pneumatic drying of cassava starch // Drying Technology. 2023. Vol. 41. No. 1. P. 122–136. https://doi.org/10.1080/07373937.2022.2087668

30. Родионов Ю. В., Никитин Д. В., Зорина О. А., Кольцов В. А., Рыбин Г. В., Скоморохова А. И. Вакуумные технологии производства порошков и экстрактов из овощей, плодов и ягод для функциональных продуктов питания // Наука в центральной России. 2023. Т. 61. № 1. С. 55–65. https://doi.org/10.35887/2305-2538-2023-1-55-65

31. Никифоров В. Е., Никитин Л. А. Разработка экспериментальной установки вакуумной сушки прессованных растительных материалов // Вестник Вологодского государственного университета. Серия: Технические науки. 2020. № 1 (7). С. 23–26.

32. Никифоров В. Е., Никитин Л. А. Управление и режим вакуумно-импульсной сушки прессованных растительных материалов // Вестник Вологодского государственного университета. Серия: Технические науки. 2021. № 2 (12). С. 19–22.

33. Антонова В. А., Корнийчук В. Г., Владимиров С. В., Османова Ю. В. Кинетика процесса сушки абрикосов в сушилке с инфракрасным нагревом // Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК-продукты здорового питания. 2024. № 2. С. 223–230.

34. Кучер А. С., Ануфрик С. С., Павлова О. В., Корнийчук В. Г., Владимиров С. В. Изучение свойств растительных порошков для создания фитокомпозиций специализированного и функционального назначения // Современная наука и инновации. 2025. № 1. С. 90–105. https://doi.org/10.37493/2307-910X.2025.1.8