- •Н.Н. Воробьёва теплофизические процессы в холодильной технологии
- •Введение
- •1. Пищевые продукты как объекты консервирования
- •1.1. Химический состав пищевых продуктов
- •1.2. Методы консервирования пищевых продуктов
- •1.2.1. Биоз
- •1.2.2. Анабиоз
- •1.2.3. Абиоз
- •1.2.4. Особенности условий сохранения пищевых продуктов с помощью холода
- •2. Состояние влаги в пищевых продуктах при льдообразовании
- •2.1. Свойства и формы связи воды в пищевых продуктах
- •2.2. Переохлаждение и кристаллизация влаги
- •2.3. Количество вымороженной воды как функция температуры
- •3. Теплофизические, электрические и механические характеристики пищевых продуктов
- •3.1. Плотность
- •3.2. Удельная теплоемкость
- •3.3. Коэффициент теплопроводности
- •3.4. Коэффициент температуропроводности
- •3.5. Энтальпия
- •3.6. Электрические свойства пищевых продуктов
- •3.7. Структурно-механические свойства пищевых продуктов
- •4. Общие характеристики теплофизических процессов при холодильной обработке и хранении
- •4.1. Поле температур и среднеобъемная температура
- •4.2. Массоперенос при охлаждении и замораживании пищевых продуктов в воздухе
- •4.3. Влияние формы и размеров тела на внутренний теплообмен
- •5. Охлаждение пищевых продуктов
- •5.1. Внутренние тепловыделения охлаждаемых продуктов
- •5.2. Теплота, отводимая при охлаждении
- •5.3. Продолжительность охлаждения
- •5.4. Скорость охлаждения, интенсивность отвода тепла
- •5.5. Охлаждающие среды
- •5.6. Способы охлаждения
- •5.6.1. Охлаждение мяса и субпродуктов
- •5.6.2. Охлаждение птицы
- •5.6.3. Охлаждение яиц
- •5.6.4. Охлаждение рыбы
- •5.6.5. Охлаждение молока и молочных продуктов
- •5.6.6. Охлаждение плодов и овощей
- •6. Подмораживание пищевых продуктов
- •7. Замораживание пищевых продуктов
- •7.1. Основные вопросы теории замораживания пищевых продуктов
- •7.2. Средняя конечная температура замораживания
- •7.3. Теплота, отводимая при замораживании
- •7.4. Продолжительность замораживания
- •7.5. Скорость и интенсивность замораживания
- •7.6. Особенности различных методов замораживания пищевых продуктов
- •7.7. Выбор рациональных условий замораживания
- •8. Хранение пищевых продуктов
- •8.1. Особенности условий хранения охлажденных и замороженных продуктов
- •8.2. Возможная продолжительность холодильного хранения пищевых продуктов
- •8.3. Испарение влаги при холодильном хранении пищевых продуктов (усушка)
- •9. Отепление и размораживание пищевых продуктов
- •9.1. Теплофизические процессы при отеплении и размораживании
- •9.2. Технологические требования к режимам, способы отепления и размораживания
- •9.3. Изменения, происходящие в продуктах питания в процессе размораживания
- •9.4. Методы расчета параметров процесса размораживания отдельных видов продуктов
- •Список литературы
- •Теплофизические процессы в холодильной технологии
- •650056, Г. Кемерово, б-р Строителей, 47
- •650010, Г. Кемерово, ул. Красноармейская, 52
1.2. Методы консервирования пищевых продуктов
Порча пищевых продуктов, в частности плодов и овощей, вызывается главным образом действием микроорганизмов. Плоды и овощи, содержащие много влаги и такие пищевые вещества, как сахара, органические кислоты, азотистые и пектиновые вещества и др., служат хорошей питательной средой для микробов.
Проникая в плоды и овощи, микроорганизмы начинают быстро размножаться и потреблять пищевые вещества. В процессе размножения и питания микробы разлагают ценные вещества растительного сырья с образованием спирта, кислот, а также ряда плохопахнущих и ядовитых соединений, приводя к гибели плоды и овощи как живой организм и делая их непригодными для употребления в пищу. Гниение, прокисание и брожение - это микробиологические процессы. Иногда плоды и овощи портятся под действием ферментов. В ряде случаев, когда созданы условия, при которых микробы отсутствуют, а ферменты в процессе технологической обработки остались неповрежденными, пищевые продукты также подвергаются порче.
Таким образом, чтобы надежно предохранить плоды и овощи или продукты их переработки от порчи, необходимо создать такие условия хранения либо так видоизменить свойства продуктов, чтобы микробы были уничтожены или не могли развиваться, а ферменты, регулирующие биохимические процессы, были инактивированы.
Регулирование биологических процессов, протекающих в сырье и микроорганизмах, положено в основу всех существующих методов консервирования.
Изменяя условия среды, воздействуя на сырье или микроорганизмы теми или иными физическими и химическими факторами, можно добиться уничтожения или подавления жизни возбудителя порчи (микроорганизма) и сохранения жизни сырья. Можно также прекратить все жизненные процессы в сырье, не разрушая его пищевых качеств, устранив возбудителя порчи. Используя биологические принципы, методы консервирования можно разделить на три основные группы:
1) основанные на принципе биоза, т.е. на поддержании жизненных процессов в сырье и использовании его естественного иммунитета;
2) основанные на принципе анабиоза, т.е. на замедлении, подавлении жизнедеятельности микроорганизмов и растительного сырья при помощи различных физических, химических и биологических факторов; при этом микроорганизмы всегда приводятся в анабиотическое состояние; жизненные процессы в сырье, как правило, прекращаются совсем;
3) основанные на принципе абиоза (отсутствия жизни), т.е. на полном прекращении всех жизненных процессов, как в сырье, так и в микроорганизмах.
Как будет представлено далее, ни один из принципов, положенных в основу классификации, не может быть осуществлен на практике в чистом виде. Так, в первой группе методов встречаются элементы второй группы. Точно так же в группе анабиотических методов можно различить признаки группы, основанной на принципе отсутствия жизни. И, наконец, в группе методов, основанных на принципе отсутствия жизни, всегда могут наблюдаться элементы анабиоза.
1.2.1. Биоз
Гемибиоз. Метод заключается в хранении плодов и овощей в свежем виде без какой-либо специальной обработки. Применяют лишь меры, направленные на поддержание нормальных жизненных процессов, и некоторое ограничение их интенсивности для уменьшения расхода питательных веществ в связи с дыханием и снижения потерь массы в результате испарения влаги. Поддержание нормальных жизненных процессов и ограничение их интенсивности сводятся к определенному режиму складирования и хранения сырья. Биоз не является методом консервирования в обычном понимании; это лишь система мер, обеспечивающих кратковременное сохранение плодов в свежем виде при поступлении сырья на завод.
Прежде всего следят за тем, чтобы при укладке сырья избежать механических повреждений, и по возможности отбраковывают испорченные экземпляры. Сырье нельзя укладывать очень высоким слоем, иначе будет затруднен доступ воздуха к отдельным плодам. При этом процесс нормального дыхания нарушится и наступит так называемое интрамолекулярное дыхание, заключающееся в бескислородном разложении сахаров на углекислый газ и спирт. Образующийся спирт является ядом для цитоплазмы, отравляет отдельные клетки и приводит к их гибели. Поэтому сырье, особенно нежное, укладывают в ящики-клетки, оставляя между отдельными штабелями ящиков проходы. При таком хранении имеется достаточный доступ воздуха, и дыхание протекает нормально.
Если же речь идет о твердых плодах, например, яблоках, и их хранение запланировано на относительно небольшой срок, измеряемый часами, то можно поступиться принципом хорошего доступа воздуха ради механизации процессов транспортировки сырья.
Следует иметь в виду, что интенсивность процессов дыхания и испарения влаги сильно возрастает с повышением температуры. Поэтому нельзя хранить сырье под открытым небом или в укрытии, куда проникают прямые солнечные лучи, кровля и стены которого легко пропускают тепло.
Эубиоз. Этот метод включает мероприятия по предубойному содержанию и транспортировке скота, птицы, рыбы и других организмов. Мероприятия включают правильное кормление, поение скота и т.д.
