С использованием свч-нагрева:

1 – диэлектрическая полка; 2 – продукт; 3 – посуда;

4 – диэлектрический колпак; 5 – рабочая камера; 6 – волновод

Прежде чем перейти к рассмотрению аппаратов для разо­грева и размораживания, кратко остановимся на некоторых осо­бенностях этих процессов. При размораживании пищевых про­дуктов влага, образованная из кристалликов льда, должна распределяться в них так же, как и в незамороженных. Экспериментальными исследованиями установлено, что наибольшая неравномерность распределения влаги наблюдается при размо­раживании продукта в интервале температур от –5 до 0 ºС. Это объясняется тем, что соли и другие растворимые вещества, ко­торые находились в кристаллах льда, при этой температуре растворяются и в виде раствора выходят из продукта. Для пред­отвращения потерь солей и растворимых веществ необходимо быстро нагреть продукт от –5 до 0 °С и несколько выше. СВЧ-нагрев позволяет это осуществить.

Рассматривая процесс размораживания в СВЧ-поле, необхо­димо указать на так называемый краевой эффект. Он заключа­ется в том, что нагрев поверхности продукта происходит значи­тельно быстрее, чем его центральных слоев. Это объясняется различным поглощением СВЧ-энергии оттаянными и замороженными слоями продукта. Такое же явление наблюдается при размораживании кулинарных изделий с соусом. Соус обладает большим коэффициентом поглощения и быстрее разморажива­ется. Для предотвращения нежелательных последствий резкого оттаивания отдельных слоев или компонентов продукта прибе­гают к его обдуву холодным возду­хом и к использованию перфорированных перегородок.

Аппараты для СВЧ-сушки бывают самых различных типов. Для условий общественного питания перспективными являются вакуум-сушилки (гигаваки). Схема одной из них приведена на рис. 63. Продукт из шлюзового загрузочного бункера посту­пает на ленту транспортера. Нагрев продукта осуществляется благодаря магнетронам и волноводам. Контроль за температурой сушки ведут дистанционные устройства. Визуально на­блюдать за высушиванием продукта можно через смотровые стекла. Вакуум в камере сушилки поддерживается вакуум-на­сосом. Готовый продукт выгружается через выгрузной шлюзо­вой бункер. Гигавак предназначен для сушки различных из­мельченных и порошкообразных пищевых продуктов.

Рис. 63. Схема вакуум-сушилки (гигавака):

1 – камера сушилки; 2 – транспортная лента;

3 – шлюзовый загрузочный бункер; 4 – магнетрон; 5 – волноводы;

6 – вакуум-насос; 7 – шлюзовой выгрузной бункер

6.3. Электродиализные процессы

Сущность и область применения процесса. Электродиализ – процесс удаления ионов солей через мембраны под действием постоянного электрического поля. При этом ионы солей, удаляе­мых из различных пищевых жидкостей, концентрируются в вод­ном солевом растворе. В связи с тем, что при электродиализе используются мембраны, в литературе его называют еще электромембранным процессом.

Электродиализ начал получать промышленное применение только после того, когда появились ионитные селективные мем­браны. Селективностью называется способность мембраны из­бирательно (селективно) пропускать через себя ионы, имеющие один знак заряда, и препятствовать прохождению противопо­ложно заряженных ионов. По роду селективности мембраны подразделяют на катионитовые (проницаемые для катионов и препятствующие прохождению анионов), анионитовые (прони­цаемые для анионов и препятствующие прохождению катионов) и нейтральные (одинаково проницаемые как для катионов, так и для анионов, т. е. неселективные). Через катионовые мем­браны электрический ток переносится главным образом катио­нами, а через анионитовые мембраны – анионами.

Электродиализ за последние годы получает все большее рас­пространение в пищевой промышленности и общественном пи­тании. Его широко применяют для опреснения питьевой воды, обессоливания различных пищевых продуктов. Исключительную роль имеет электродиализ в тех случаях, когда предприятия общественного питания не обеспечены централизованным водо­снабжением.

Электродиализ находит применение при обессоливании раз­личного рода отваров, получаемых при варке соленой рыбы. Большое значение электродиализ имеет в производстве кули­нарной продукции лечебного, детского и диетического питания, требующего регулирования солевого состава приготовляемых продуктов.

Электродиализные процессы можно применить для удале­ния из воды и жидких продуктов радиоактивных изотопов.

Обессоливание, концентрирование и регулирование солевого состава пищевых продуктов. По своему назначению электродиа­лизные процессы можно подразделять на два основных типа: обессоливание – концентрирование ионов; замещение ионов (электрометатеза), т. е. регулирование солевого состава.

На рис. 64 приведена схема протекания процессов электро­диализного обессоливания (концентрирования) в двухкамерных ячейках. В камерах, отмеченных индексом М, находится молоко или любой другой обрабатываемый раствор. В соседних каме­рах, отмеченных индексом Р, находится солевой рабочий раствор. По краям расположены две электродные камеры, от­меченные индексом Э, в них находится электродный раствор. Соседние камеры отделены друг от друга катионитовыми (отмечены индексом К) и анионитовыми (отмечены индексом А) мембранами. Допустим, обрабатываемый раствор (например, молоко) содержит катионы солей К₁ и анионы А₁, а рабочий (обрабатывающий) раствор – соответственно ионы К₂ и А₂. При пропускании постоянного (или выпрямленного) электрического тока катионы солей, содержащихся в обрабатываемом и рабо­чем растворах, будут перемещаться по направлению к катоду, а анионы солей – к аноду. На электродах будут протекать те же процессы, что и при обычном электролизе.

Рис. 64. Схема электродиализного обессоливания (концентрирования)

Перемещаясь в направлении к катоду, катионы солей обра­батываемого раствора через катионитовую мембрану будут пе­реходить в рабочий раствор соседних камер; анионы солей, пе­ремещаясь к аноду, через анионитовую мембрану также перей­дут в рабочий раствор. В то же время дальнейший путь из рабочего раствора к катоду катионам прегражден анионитовой мембраной, а анионам к аноду – катионитовой мембраной. Поэтому катионы и анионы солей, удаляемых из обрабатываемого раствора, будут накапливаться в рабочем растворе.

В результате описанной миграции ионов обрабатываемый раствор, например молоко (или любой раствор, помещенный в молочные камеры), будет обессоливаться, а рабочий рас­твор – концентрироваться. Процессы электродиализного обес­соливания и концентрирования протекают одновременно и тесно взаимосвязаны, потому ячейки данного типа называются электродиализными ячейками обессоливания (концентрирования).