Самостійна робота № 13 Тема. Процеси з використанням електроструму високих і надвисоких частот

План

1. Процеси з використанням електроструму високих і над високих частот.

2. Процес варіння.

3. Процес смаження.

Суть і застосування. Високою вважають частоту електроструму, що перевищує промислову частоту 50-60 Гц. Верхня границя ВЧ до 3·10⁷ Гц.

До струмів ВЧ відносять струми з частотою більше 10 кГц. Струми НВЧ –

3^.10⁷ Гц - 3^.10¹² Гц. На підприємствах громадського харчування застосовують електрострум НВЧ дециметрового діапазону з частотою 433, 915 і 2450 мГц.

Нагрівання, що здійснюється таким шляхом, одержало назви: надвисокочастотний, НВЧ -нагрів, діелектричний, макрохвильові, об'ємний, безградієнтні, холодний. Назва "надвисокочастотний", "НВЧ-нагрів", тому що використовується НВЧ-електромагнітне поле. Діелектричне нагрівання називається тому, що використовується для теплової обробки діелектриків, тобто матеріалів і продуктів, що не пропускають або погано пропускають електричний струм. "Мікрохвильовий нагрів" називається тому, що довжини хвиль НВЧ-поля мають величину 10^-3 – 10^-1 м. Об'ємним це нагрівання називають тому, що при використанні НВЧ-поля нагрівається одночасно весь об’єм матеріалу або продукту. "Безградієнтний нагрів" тому, що при об'ємному нагріванні відсутній градієнт температури. НВЧ-нагрів називається холодним тому, що підвищується температура тільки продукту, а установка, камера апарату залишаються холодними. Прийняті дві назви: "надвисокочастотне нагрівання" (скорочено "НВЧ-нагрів") і "діелектричне нагрівання".

Застосування НВЧ-нагріву знижує питомі витрати енергії, інтенсифікує процеси, дозволяє одержувати готовий продукт високої якості.

НВЧ-нагрів використовується для сушіння рослинної і тваринної сировини, варіння і смаження м'яса і риби, овочів, для бланшування овочів і плодів, випічки хліба і хлібобулочних виробів, підсмаження зерен кави, какао, для розігрівання і розморожування м'яса, риби і кулінарних виробів.

Обслуговування НВЧ-установок вимагає висококваліфікованого персоналу, необхідність дозиметричного контролю за рівнем випромінювання НВЧ-енергії в навколишнє середовище. Наднормативне випромінювання установок негативно впливає на обслуговуючий персонал. При обробці НВЧ-електрополем на виробах не з'являється характерної підрум’яненої скоринки. Тара, яка використовується для пакування продуктів для НВЧ-нагріву повинна бути діелектричною.

Апарати, що застосовуються для проведення процесів з використанням

НВЧ-нагріву.

Установки з використанням НВЧ-нагріву є універсальними. Розглянемо установки, що призначені для розморожування продуктів та їх сушіння.

Апарат періодичної дії зображений на мал. 9.1. По хвилеводу від магнетрону НВЧ-енергія надходить у камеру, в якій знаходиться продукт. Під впливом НВЧ-поля продукт нагрівається і доводиться до кулінарної готовності.

Мал. 9.1. Схема апарату для приготування . Мал 9.2.Схема роторної НВЧ-установки

їжі з використанням НВЧ-нагріву: 1-завантажувальний стіл; 2-межсекційні перегородки;

1-діелектрична полиця; 2-продукт; 3-посуд; 3-магнітрон; 4-валновід; 5-тара з продуктом;

4-діелектричний ковпак; 5-робоча камера; 6-хвилевід

6- ротор.

При розморожуванні продуктів волога, що утворена з кристаликів льоду повинна розподілятися в них так , як і в не заморожених. Найбільше нерівномірне розподілення вологи при розморожуванні продукту-5 - О °С, тому що солі і інші розчинні речовини, які знаходилися в кристалах льоду при цій температурі розчиняються і у вигляді розчину виходять із продукту. Для запобігання втрат солей і розчинних речовин необхідно швидко нагріти продукт від - 5 до О°С . НВЧ-нагрів дозволяє це здійснити.

Розглядаючи процес розморожування у НВЧ-полі, необхідно вказати на так званий крайовий ефект, який полягає в тому, що нагрів поверхні продукту відбувається значно швидше, ніж його центральних шарів. Це пояснюється різним поглинанням НВЧ-енергії відтанувшими і замороженими шарами продукту. Таке ж спостерігається і при розморожуванні виробів із соусом. Соус має великий коефіцієнт поглинання і швидко розморожується. Для запобігання різкого відтанення окремих шарів або компонентів продукту застосовують його обдув холодним повітрям і використання перфорованих перегородок.

Установки НВЧ для розморожування і для розігріву продуктів називають гігатронами. Одна з конструкцій установок роторного типу для розморожування і розігріву зображена на мал.9.2. Робота установки полягає в тому, що продукт разом з тарою встановлюється на завантажувальний стіл, який потрапляє на ротор, переміщується від завантажувального до розвантажувального вікна. Обробка продукту відбувається в секціях І, ІІ, ІІІ. Секції ІV, VІІ є шлюзовими, секції V, VІ - для завантажування і вивантажування продукту. Секції відокремлені одна від одної перегородками. Роторна НВЧ - установка має декілька модифікацій .

Для процесу НВЧ-сушіння використовую вакуум-сушарки (гигавака) (мал.9.3). Продукт із шлюзового завантажувального бункера надходить на стрічку транспортера. Нагрівання продукту здійснюється завдяки магнетронам і хвилеводам. Контроль за температурою сушіння ведуть дистанційні пристрої. Вакуум у камері сушарки підтримується вакуум-насосом. Готовий продукт вивантажується через вивантажувальний шлюзовий бункер.

Мал. 9.3. Схема вакуум-сушка. (гигавака):

1 - камера сушки; 2 - транспортна стрічка;

3 - шлюзовий завантажувальний бункер;

4 - магнетрон;5 - хвилеводи; 6 – вакуум-насос;

7 - шлюзовий розвантажувальний бункер.

Комбіновані способи теплової обробки продуктів.

Поверхневі способи теплової обробки продуктів досягається впровадженням комбінованих процесів на базі поверхневих і об'ємних способів.

Створені комбіновані способи смаження виробів із дріжджового тіста, картоплі, рибних фаршевих виробів, у яких з’єднується вплив на продукт гарячого жиру і НВЧ-поля в різній послідовності. Так, при смаженні пиріжків і пончиків на першій стадії вони обробляються в гарячому жирі до утворення скоринки а на другій стадії доводяться до готовності у НВЧ-полі. При смаженні картоплі застосовується зворотна послідовність :спочатку нарізану картоплю підсушують в умовах впливу НВЧ-поля, а потім готовий продукт обсмажують у гарячому жирі. Так досягається зниження хімічних змін фритюрного жиру при збереженні високої якості смаженого продукту.

Комбіновані способи випічки з тіста класифікують на:

• сполучення НВЧ-нагріву і поверхневої випічки. За цим способом випікається слойове тісто: на першій стадії тісто нагрівається у НВЧ-полі 120 - 180 с. Цикли нагрівання і термостатування - 30 с. Тісто має висоту підйому, але не має крихкості і скоринки підсмажування. Ці якості одержують при обробці в пекарній камері шафи; спосіб одночасного високочастотного та інфрачервоного прогріву тіста;

• спосіб початкового прогріву в електромагнітному полі струмів високої частоти і завершення випічки при інфрачервоному випроміненні;

• спосіб одночасного електроконтактного інфрачервоного нагрівання;

• спосіб початкового електроконтактного нагрівання і завершення випічки при інфрачервоному випроміненні;

• спосіб ІЧ- нагрівання і комбінованої випічки у НВЧ-полі та при ІЧ- нагріві;

• спосіб початкового прогріву в НВЧ-полі і випічка при ІЧ-нагріванні та НВЧ-полі.

Прикладом високоефективної випічки булочних виробів є комбінований спосіб, що сполучає такі види впливу на них: ІЧ-нагрів рухом гарячого повітря; пересування стелажа (обертання) під час випічки; вплив перегрітою парою. Цей спосіб використовується в печі КЕП-400 і пекарних шафах .

Отже, комбіновані способи теплової обробки, створені на базі поверхневих і об'ємних способів поділяються на:

• комбінування різних режимів (температура нагрівання, тривалість обробки, температура і час термостатування, тиск або вакуум ) в одному поверхневому способі обробки;

• комбінування різних поверхневих способів: варіння із смаженням; сполучення смаження і варіння; смаження, варіння і запікання продуктів; смаження в різних середовищах – жир + повітря, з гарячим жиром, термостатування.

• комбінування поверхневих і не поверхневих способів обробки (наприклад, обсмажування в жирі з обробкою у НВЧ-полі);

• комбінування різних способів обробки (наприклад, НВЧ- і ІЧ-нагрів) з послідовністю впливання на продукт;

• комбінування способів теплопроведення до продукту з його переміщенням у процесі обробки (вібротранспортування продукту).