Файл: Конспект лекций для студентов направления подготовки 15. 04. 02 Технологические машины и оборудование.pdf

16
Растворение — переход твердой фазы в жидкую. В кулинарной практике часто готовят растворы соли и сахара разной концентрации.
Экстракция (экстрагирование) — избирательное извлечение вещества из жидкости или твердого пористого тела жидкостью. В кулинарной практике экстракция имеет место при вымачивании соленой рыбы, говяжьих почек, ряда грибов перед варкой и др.
Сушка, загущение — удаление влаги из твердых пластичных и жидких продуктов путем ее испарения. В кулинарной практике это происходит при подсушивании гренков, домашней лапши, при уваривании томатного пюре, концентрированного бульона (фюме), сгущении сливок и др.
Массообменные, или диффузионные, процессы — это не только способы кулинарной обработки, они также происходят при производстве многих видов кулинарной продукции и влияют на ее качество и пищевую ценность.
1.4 ХИМИЧЕСКИЕ, БИОХИМИЧЕСКИЕ, МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ
СПОСОБЫ ОБРАБОТКИ
Цель этих способов кулинарной обработки — придание кулинарной продукции определенных свойств путем воздействия химических реагентов, ферментов, микроорганизмов.
Сульфитация— химическая кулинарная обработка очищенного картофеля сернистым ангидридом или растворами солей сернистой кислоты с целью предотвращения потемнения.
Маринование— химическая кулинарная обработка, которая заключается в выдерживании продуктов в растворах пищевых кислот с целью придания готовым изделиям специфических вкуса, аромата и консистенции.
Фиксациярыбных полуфабрикатов — выдерживание их в охлажденном солевом растворе для снижения потерь сока при хранении и транспортировании.
Химическое разрыхление теста— использование гидрокарбоната натрия, карбоната аммония и специальных пекарских порошков для придания тесту мелкопористой структуры.
Спиртовое и молочнокислое брожениевызывают дрожжи и молочнокислые бактерии при изготовлении дрожжевого теста, квасов и т. д.
Ферментирование мяса— использование протеолитических ферментов
(гидролизирующих белок), размягчающих соединительную ткань мяса в процессе его нагревания. Это позволяет расширить ассортимент блюд за счет использования частей туши, не предназначенных для жарки.
Ферментные препараты, действующие на белково-углеводный комплекс, довольно широко используются при приготовлении изделий из теста. С их помощью можно приготовить разные виды теста из одной и той же партии муки.

17
1.5 ТЕРМИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ ОБРАБОТКИ
Тепловая обработка продуктов является основным способом технологического процесса производства кулинарной продукции. Нагревание продукта с использованием различных сред, передающих тепло, вызывает изменения его структурно-механических, физико-химических и органолептических свойств, которые в совокупности определяют готовность, консистенцию, цвет, запах и вкус изделия. Тепловая обработка продуктов осуществляется различными способами: погружением в жидкую среду, обработкой паровоздушной и пароводяной смесями, острым паром, нагревом в поле токов СВЧ, инфракрасным облучением, контактным нагревом.
Все способы нагрева пищевых продуктов можно разделить на две группы: поверхностный и объемный нагрев, (рисунок 1.7). Наиболее распространен поверхностный нагрев.
Рисунок 1.7 – Классификация способов нагрева
Поверхностный нагрев.В этом случае поверхность продукта нагревается при контакте с водой, паром, нагретым жиром, воздухом или инфракрасными лучами. От нагретой поверхности тепло передается за счет теплопроводности вглубь продукта, и вся его масса постепенно прогревается.
Этот вид нагрева может быть контактным или радиационным
При контактном нагреве продукт помещают на нагретые поверхности или в греющую среду (воду, пар, жир, нагретый воздух). В этом случае продукт нагревается только с одной стороны и в процессе обработки его надо переворачивать.
При радиационном нагреве продукт облучают потоком инфракрасных лучей (ИКЛ), и он прогревается одновременно со всех сторон. Источником
ИКЛ могут быть нагретые поверхности (стенки жарочных шкафов, электронагревательные элементы и т.д.) или специальные лампы (трубчатые или конические с зеркальной поверхностью). ИКЛ проникают в продукт на глубину до 1—2 мм, и в этом тонком слое их энергия превращается в тепловую.
Поэтому поверхность продукта очень быстро нагревается и образуется

18 обезвоженная корочка, в которой температура быстро достигает 130—150°С.
Этот способ нагрева используется в гриль–аппаратах и шашлычных печах.
На практике часто применяют одновременно несколько способов нагрева. Например, если продукт не полностью погружен в жидкость, то нижняя часть его нагревается водой, а верхняя — паром.
При всех способах поверхностного нагрева создается разность температур (градиент температуры) между поверхностью и внутренними частями изделия. Перепад температуры вызывает перемещение влаги от поверхности к центру изделия (термодиффузию). Явление это называется
термомассоперенос, или термовлагоперенос. Оно способствует быстрому образованию на поверхности корочки и уменьшению испарения влаги при жарке, а также снижению интенсивности диффузионных процессов при варке.
Объемный нагрев. При объемном нагреве энергия электромагнитных колебаний или электрического пока превращается в тепловую энергию в самом продукте и почти вся масса его нагревается практически одновременно.
Существуют два способа объемного нагрева: электроконтактный и сверхвысокочастотный (СВЧ-нагрев).
При электроконтактном способе через продукт пропускают электрический ток. В соответствии с законом Джоуля— Ленца при прохождении тока через проводник выделяется тепло. Однако при этом в продукте происходит электролиз (разложение) электролитов, содержащихся в его жидкой фазе (соли, кислоты и т. д.). Поэтому такой способ применяют довольно редко.
При СВЧ-нагреве продукт помещают в переменное электромагнитное поле. Во всех продуктах содержатся дипольные молекулы, или частицы, в которых имеющиеся электрические заряды пространственно разделены.
Например, в молекуле воды один конец заряжен положительно (водородный ион), а другой — отрицательно (гидроксильный ион). Кроме того, даже нейтральные молекулы в электромагнитном поле могут стать диполями.
Объясняется это тем, что симметрично расположенные в них заряды могут сдвигаться под действием внешних полей — вторичная поляризация.
Если дипольную частицу поместить в электромагнитное поле, то она повернется так, чтобы расположиться вдоль силовых линий. Если же направление этих линий изменить, то и частица изменит свою ориентацию. В переменном электромагнитном поле направление магнитных силовых линий меняется несколько тысяч раз в секунду, поэтому диполи начинают колебаться, выделяется кинетическая энергия движения молекул, и продукт быстро нагревается. Глубина проникновения электромагнитных колебаний в продукт зависит от их частоты и свойств продукта (его диэлектрических характеристик).
При использовании СВЧ-нагрева сокращаются сроки тепловой обработки, уменьшается расход электроэнергии, снижаются потери массы и растворимых веществ, в меньшей степени денатурируют белки и окисляются ненасыщенные жирные кислоты. Изменения, происходящие в этом случае с пищевыми веществами, их влияние на организм человека еще недостаточно

19 изучены. СВЧ-нагрев рекомендуется использовать в основном для разогрева охлажденных и замороженных блюд, для оттаивания замороженных продуктов.
При объемном нагреве не возникает перепада температуры внутри продукта, следовательно, не происходит термомассоперенос и поэтому не образуется корочка, СВЧ-нагрев можно сравнить с варкой в собственном соку
— припусканием.
Охлаждение— отдача тепла в окружающую среду. Продукты можно охлаждать в естественных и искусственных условиях. Так, для сохранения качества продуктов (в первую очередь скоропортящихся), поступивших на предприятия общественного питания, требуется пониженная температура хранения, при которой подавляется развитие микроорганизмов и замедляются нежелательные биохимические процессы, протекающие в самих продуктах.
Охлаждение используют также для создания режимов, необходимых для проведения технологических процессов: студнеобразования, раскатки слоеного теста, взбивания пены и др. Кроме того, охлаждение применяют при централизованном производстве кулинарной продукции (охлажденные блюда) с целью продления сроков ее реализации.
Вопросы для самоконтроля по теме 1:
1. Что такое сепарация сыпучих пищевых сред?
2. Назовите три основных вида промышленных сит.
3. Что называют севкостью?
4. Как определить производительность зернового сепаратора типа ЗСП?
5. Назовите механизмы для движения промышленных сит в сепараторах.
6. Что называют аспирацией?
7. Какие свойства частиц используются при пневматической сепарации?
8. Объясните принцип пневматического сепарирования.
9. Что называют виброударным сепарированием?
10. Как называют машины для виброударного сепарирования?
11. Какие свойства частиц используются при виброударной сепарации?
12. Что называют калибровкой пищевого сырья?
13. Какие методы калибровки пищевого сырья вы знаете?
14. Объясните принцип весового калибрования.
15. На чѐм основан прямой метод калибровки?
16. Поясните принцип действия тросовых калибровочных машин.
17. В чѐм заключается калибровка с использованием шнеков?
18. Что происходит при калибровке на конусных валиках?
19. Какие способы обработки продуктов называют гидромеханическими?
20. В чѐм суть массообменных способов обработки продуктов?
21. На чѐм основываются химические способы обработки продуктов?
22. Назовите преимущества тепловых способов обработки?
23. Охарактеризуйте способы обработки продуктов питания.
24. По каким признакам классифицируются способы обработки продуктов?
25. В чем заключаются специальные методы обработки продуктов?
Рекомендованная литература: [1, 2, 4, 6].

20

21
Воздействие всегда направлено на некоторый материальный объект, которым может быть отдельный элемент или совокупность взаимосвязанных элементов, образующих определенную систему. Результаты воздействия – это
физико-химические эффекты (ФХЭ), проявляющиеся в элементах системы, на которые направлены определенные воздействия.
Различают следующие виды воздействий: акустические, электрические,
магнитные, тепловые, механические, радиационные, химические.
Некоторые из этих воздействий взаимосвязаны друг с другом, например, электрические и магнитные воздействия.
Все физико-химические эффекты, возникающие при энергетических воздействиях на вещества, можно разделить на четыре иерархических уровня:
1) Совокупность явлений на атомарно-молекулярном уровне; эффекты в масштабе надмолекулярных или глобулярных структур;
2) Множество физико-химических явлений, связанных с движением единичного включения дисперсной фазы, с учетом химических реакций и явлений межфазного энерго- и массопереноса;
3) Физико-химические процессы в ансамбле включений, перемещаю- щихся стесненным образом в потоке основной фазы;
4) Совокупность процессов, определяющих макрогидродинамическую обстановку в масштабе аппарата.
При энергетическом воздействии на обрабатываемую среду протекают различные физико-химические процессы, сопровождающиеся какими-либо эффектами. Результаты воздействия - это эффекты, проявляющиеся в жидкости, газе, твердых телах или в гетерогенной смеси. При постоянстве условий, вида воздействия и свойств обрабатываемой среды проявляются одни и те же резуль- таты воздействия.
2.2 ВИДЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ
Акустическое воздействие. Акустическое воздействие представляет собой распространение в обрабатываемой среде упругих или квазиупругих колебаний. Акустические колебания различают на инфразвуковые (частота f < 20
Гц), звуковые (20 Гц ≤ f ≤ 20·10 3
Гц), ультразвуковые (20·10 3
Гц < f ≤ 20·10 8
Гц), гиперзвуковые (f > 20·10 8
Гц). Для применения в промышленности наиболее часто используются колебания с частотами звукового и ультразвукового диапазонов.
В гидромеханических процессах акустические волны интенсифицируют такие процессы как: отстаивание, флотация, осаждение, диспергирование, эмульгирование, перемешивание, пеногашение, дегазация. В тепловых процессах акустические волны интенсифицируют такие процессы как нагревание, охлаждение, выпаривание, испарение, горение. А в массообменных процессах это процесс кристаллизации, сушки, растворения, набухания, абсорбции, адсорбции, экстракции, выщелачивания. В механических процессах
- экструдирование, литье, формование, диспергирование.