Investigations into the High-Temperature Air Drying of Tomato Pieces

Abstract

<p>The present study investigates the feasibility of using high air temperatures (100 ºC-200 ºC) in the oven for drying tomato pieces and the effects of such high temperatures on the drying kinetics as well as on the quality of the product, especially regarding colour.<br /> First, continuous and intermittent drying methods involving high air temperatures are compared according to their drying kinetics (drying rate, effective moisture diffusivity, drying constants) and visual colour observations. The results indicate that acceptable colour quality of the sample at the required final moisture content (< 15% wet basis) is not achieved using either of these drying methods. However, the drying kinetics and the overall colour change of dried samples under intermittent drying are an improvement on the corresponding continuous drying runs.<br /> Secondly, the intermittent drying process is optimised by designing a time-varying step-down temperature profile in the oven. Tomato samples are dried sequentially at 150 ºC (25 minutes), 130 ºC (15 minutes) and 100 ºC (25 minutes). For every five minutes in the oven, the samples are subjected to 25 ºC in a separate cabinet containing a ventilator for 15-minute tempering intervals. The optimised process results in an acceptable product colour since the time-varying step-down temperature profile in the oven helps maintain the sample temperature below a critical value where colour degradation sets in.<br /> The main contribution of this study is thus to provide comprehensive information on the high-temperature air drying characteristics of tomatoes concerning both kinetics and colour quality. In particular, it is shown how these are affected by controllable factors such as air temperature and sample size.</p>

<strong>Untersuchungen zur Konvektionstrocknung von Tomaten bei hohen Temperaturen</strong><br /> Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird untersucht, inwiefern hohe Trocknungs-temperaturen (100 ºC-200 ºC) zur Konvektionstrocknung von Tomaten geeignet sind und wie sie sich auf die Trocknungskinetik und die Endproduktqualität, insbesondere die Farbqualität auswirken.<br /> Im ersten Schritt werden kontinuierliche und intermittierende Hochtemperatur-Trocknungs-verfahren aufgrund ihrer Trocknungskinetik (Trocknungs-geschwindigkeit, Diffusions-koeffizient, Trocknungs-konstanten) in Hinblick auf die beobachtete Farbqualität miteinander verglichen. Die Versuchsergebnisse zeigen einerseits, dass sich für den geforderten Restwassergehalt (< 15%) eine akzeptable Farbqualität mit keinem dieser Versuchsverfahren erzielen lässt, und andererseits, dass das intermittierende Verfahren dem kontinuierlichen Verfahren in Bezug auf Trocknungskinetik und die beim Trockenprodukt beobachteten Farbveränderungen überlegen ist.<br /> Im zweiten Schritt wird das intermittierende Verfahren optimiert. Dazu wird ein Trocknungstemperaturprofil mit sinkenden Lufttemperaturstufen unterschiedlicher Dauer entwickelt. Die Trocknung der Tomaten erfolgt am Ende schrittweise nacheinander bei 150 ºC (25 Minuten), 130 ºC (15 Minuten) und abschließend 100 ºC (25 Minuten), wobei die Tomaten nach jeweils 5 Minuten im Ofen für jeweils 15 Minuten zu 25 ºC in einen anderen Schrank mit Ventilator gelegt werden. Im Ergebnis des optimierten Verfahrens ist die Produktfarbe akzeptabel, denn das Trocknungstemperaturprofil mit sinkenden Lufttemperaturen unterschiedlicher Dauer sorgt dafür, dass die Temperatur in den Tomaten den für den Farbabbau kritischen Wert nicht erreicht.<br /> Diese Arbeit liefert im Wesentlichen umfassende Kenndaten zu Trocknungskinetik und Farbqualität von Tomaten für Hochtemperatur-Konvektionstrocknungsverfahren und zeigt dabei, wie sich beeinflussbare Faktoren wie beispielsweise Lufttemperatur und Tomatenstückgröße auf diese Qualitätsmerkmale auswirken.