6.Параметры холл.Обработки

Технология холодильной обработки должна учитывать индивидуальные свойства продуктов, теплофизические требования по интенсификации процесса.

Несмотря на индивидуальные свойства сырья или кулинарных из­делий, процесс обработки должен осуществляться в ограниченные по времени сроки и при минимальных изменениях исходных свойств.

Выбор способа охлаждения базируется на оценке параметров, вли­яющих на длительность процесса. Эти параметры включают температуру теплоотводящей среды (t, °С), опре­деляющий геометрический размер продукта (R, м), и коэффициент теп­лоотдачи от поверхности к теплоотводящей среде (а, Вт/м² К).

Температуру теплоотводящей среды принимают с учетом индивидуальных свойств продуктов (животного и растительно­го происхождения), температуры поступившего сырья и ограничений технологии производства по времени. Уменьшение длительности обработки можно достигнуть понижением температуры теплоотводящей среды ниже криоскопической.

Определяющий размер продукта связан с видом охлаждаемой про­дукции или изделия и произвольно не может быть изменен. Однако при выборе технического устройства для охлаждения продукта раз­мер продукта является одним из наиболее значимых компонентов. Не менее важна масса продукта, его теплоемкость, начальная и конечная температура.

Увеличение коэффициента теплоотдачи от продукта к теплоотво­дящей среде в рамках используемой среды достигается увеличением скорости ее движения.

В ряду интенсивностей теплоотвода от поверхности продукта мож­но выстроить следующий ряд: охлаждение воздухом, движущимся конвективно, а = 3-5 Вт/(м² К), воздухом, движущимся принуди­тельно, посредством вентилятора, а = 20-30 Вт/(м² К). При охлаж­дении продукта жидкой средой, коэффициент теплоотдачи составля­ет а = 300-600 Вт/(м² К). При охлаждении продукта посредством контакта с твердой теплоотводящей средой коэффициент теплоотда­чи теоретически стремится к бесконечности.

Коэффициент теплоотдачи возрастает, когда, теплообмен на поверхности дополняется испарением влаги с поверх­ности продукта или когда радиационная составляющая теплообмена становится заметной или определяющей. Системы, использующие радиационный теплообмен, применяются в основном для замораживания продуктов. Они представляют собой плоские испарители, выполненные из труб, внутри которых кипит хо­лодильный агент. Достоинство этого метода состоит в том, что из основных слагае­мых теплообмена (конвекции, испарения и радиации) при определя­ющей величине радиационной составляющей остальные менее значи­мы. Это приводит к уменьшению усушки продукта.

При замораживании продукта к параметрам обработки относят - скорость замораживания, температуру окружающей среды, толщину замораживаемого продукта и коэффициент теплоотдачи от его поверхности.

Скорость замораживания влияет на качество получаемого продукта – слишком быстрая скорость отвода тепла может привести к излишнему возрастанию внутреннего давления клеточного сока и как результат к разрушению внешних перемороженных слоев. Так же скорость влияет на процессы массообмена, приводящие к усушке. Потери воды зависят от температуры среды, начальной и конечной температуры продукта, вида среды, метода и скорости замораживания и свойств продукта. Чем больше размеры продукта, тем больше разность давлений внутри продукта.

Понижение температуры сопровождается интенсивным льдообразованием, которое может привести к перестройке пространственных структур молекул белка, денатурации, что приводит к потерям сока при размораживании. С понижением температуры замедляются процессы окисления и распада жиров, снижается активность микроорганизмов. Устойчивость микробной клетки зависит от скорости и температуры замораживания.

Происходит изменение термодинамических характеристик – теплоемкости продукта (теплоемкость убывает с понижением температуры, стремясь к нулю при абсолютном нуле температуры), теплопроводности(теплопроводность продуктов с понижением температуры остается практически постоянной до начала замерзания и зависит от влагосодержания, а затем увеличивается, т.к. коэффициент теплопроводности льда в 4 раза больше, чем воды), температуропроводности (при положительных температурах температуропроводность неизменна, с началом льдообразования резко уменьшается)

*7.Пути реализации факторов внешнего воздействия. Белковая молекула легко распадается под действием внешних факторов температуры,кислот,щелочи и т.д. При этом происходит изменение свойств белка с потерей им биологической активности. Кроме того, под влиянием внешних факторов происходит денатурация белка,нарушается его внутренняя структура. Восстановление исходных свойств белка определяется его свойствами и мерой совершенства выполнения технологического процесса,например скорость выполнения процесса замораживания и размораживания продуктов.Все это, вместе взятое,определяет меру обратимости процесса (биологическую и технологическую).Биологическая обратимость предполагает полное восстановление исходных свойств белка и продукта в целом. Она представляет практический интерес прежде всего при замораживании продуктов растительного происхождения, поскольку после размораживания продукта предполагается достижение полного восстановления его исходных свойств. Достижение технологической обратимости связывают с холод.обработкой продуктов, которые не нуждаются в восстановлении биологической активности. При техн. обр-ти восстанавливают те свойства, которые в потребит. плане определяют ценность продукта. При этом, однако, чем более совершенен технологический процесс, тем больше продукт после технологической обработки сохраняет исходные качества, что является желательным, но не обязательным.

8.

Охлаждение – процесс отвода тепла от продукта окружающей средой, сопровождающийся понижением исходной температуры продукта до температуры, близкой, но выше криоскопической с сохранением воды в жидком состоянии. Охлаждение не приводит к льдообразованию. Охлажденным считается продукт, в толще которого поддержи­вается температура от 0 до 4°С.

Охлаждение протекает согласно закону Фурье о теплопроводности твердых тел при нестационарном режиме. Сначала происходит охлаждение поверхностных слоев, затем распространение вовнутрь и по истечении времени температура во всех точках продукта выравнивается и становится равной температуре теплоотводящей среды.

Цель охлаждения — сохранение первоначального качества продукта в течение опреде­ленного времени.

В процессе охлаждения необходимо затормозить пропорционально все биохимические процессы в продукте, не допуская разбалансировки, что может привести к холодовому шоку и дальнейшей порче продукта , а так же затормозить все микробиологические процессы.

Охлаждение позволяет увеличить сроки хранения до10-14 дней.

Способы охлаждения пищевых продуктов можно подразделить на три основные группы: в контакте с воздухом, в контакте с жидкостью (или тающим льдом, снегом), в контакте с инертными газами. Эти способы различаются по величине коэффициентов теплоотдачи на поверхности охлаждаемого продукта.

На скорость охлаждения продукта влияет ряд факторов: его размеры; величина поверхности; масса; удельная теплоемкость; начальная и конечная температуры и многое другое.

Поскольку охлаждение пищевых продуктов в воздухе сопровождается испарением влаги с поверхности и выделением внутренней теплоты за счет биологических процессов, оно представляет собой комплексный процесс тепло- и массообмена.

Процессы переноса тепла и влаги протекают в пространстве и времени. Чтобы описать процесс изменения температурного поля прдукта используют дифференциальные уравнения теплопроводности. Для решения уравнения необходимо знать форму продукта, начальные условия и закон взаимодействия поверхности продукта с отводящей средой – граничные условия (ГУ). ГУ 1 рода – задается температура поверхности продукта как функция от времени. ГУ 2 рода – плотность теплового потока как функция времени. ГУ 3 рода – конвективный теплообмен между поверхностью тела и средой.

Количество тепла, отводимого при охлаждении оценивается выражением: Q=c_пр P V (t_н-t),

В процессе охлаждения с поверхности продукта испаряется влага. Массоперенос совпадает с направлением переноса тепла. Общее количество теплоа, отведенное от продукта конвекцией и испарением : Q = Q_к+Q_и