3. Фізичні властивості сировини і харчових продуктів

Для найбільш повної оцінки якості харчових продуктів необхідно знати не тільки їх хімічний склад, але і фізичні властивості: теплофізичні, структурно-механічні, сорбційні та ін. На ці властивості впливають багато факторів: агрегатний стан і будова, форми зв’язку води, температура і тиск, технологія отримання та ін.

Теплофізичні властивості різних харчових матеріалів описуються загальними законами теплофізики. Основні теплофізичні характеристики – теплопровідність, питома теплоємність і коефіцієнт температуропровідності – розраховують теоретично за формулами, але в більшості визначаються експериментально.

Теплопровідність – перенесення енергії від більш нагрітих ділянок продукту до менш нагрітих в результаті теплового руху і взаємодії мікрочастинок. Теплопровідність приводить до вирівнювання температури продукту.

Теплоємність – інтенсивність змін температури тіла при його нагріванні або охолодженні. Питомою теплоємністю називається величина, що характеризується кількістю тепла, яке необхідно для нагрівання одиниці маси речовини на 1 ◦С.

Коефіцієнт теплопровідності λ – кількість теплової енергії, що проходить через масу продукту товщиною в 1 м на площі 1 м² за 1 годину при різниці температур у протилежних частинах у 1 ◦С. Теплопровідність залежить від температури і вмісту вологи в продукті.

Структурно-механічні, або реологічні, властивості харчових продуктів характеризують їх опірність впливу зовнішньої енергії, обумовлену будовою і структурою продукту, а також якість харчових продуктів і враховуються при виборі умов їх перевезення і зберігання.

Реологічні властивості характеризують поведінку продуктів в умовах напруженого стану, основними показниками якого є напруга, величина і швидкість деформації.

Напруга – це величина внутрішньої сили, яка чисельно дорівнює дії зовнішніх сил (навантаженню), що виявляються при деформації, і віднесена до одиниці площі перетину тіла. Якщо зовнішні сили, прикладені до тіла, будуть настільки великі, що частки, які переміщуються в процесі деформації тіла втратять взаємний зв'язок, настає руйнування тіла.

Деформація – процес, при якому під дією зовнішніх сил змінюється відстань між точками тіла, який може супроводжуватися зміною форми і розміру тіла.

Швидкість деформації враховує зміну деформацій у часі при несталому процесі, а при сталому процесі зміна деформації в одиницю часу постійна.

Сорбційні властивості характеризують здатність харчових продуктів поглинати з навколишнього середовища пари води і летючі речовини. Ці властивості грають велику роль при перевезеннях і зберіганні харчових продуктів.

Розрізняють чотири типу сорбції: адсорбцію – поглинання речовин поверхнею продукту; абсорбцію – поглинання речовин всією масою продукту; хемосорбцію – хімічна взаємодія між речовиною і продуктом; капілярну конденсацію – утворення рідкої фази в мікро- і макрокапілярах твердих продуктів. Процес, зворотний сорбції, – десорбція – визначає перехід речовин із поверхневого шару в навколишнє середовище.

Сорбція і десорбція пари і газів приводять до змін якості продукту, який може всохнути із-за нестачі вологи в навколишній атмосфері, набувати неприємний запах або втрачати аромат при порушенні умов зберігання.

Технологічні процеси харчової промисловості і матеріали, що в них використовуються (сировина, напівфабрикати і готові продукти), мають свою сильно виражену специфіку у порівнянні з процесами і матеріалами інших галузей промисловості.

Матеріали харчових виробництв мають властивості колоїдних капілярно-пористих тіл (тісто, хліб, кондитерські вироби та ін..), властивості колоїдних тіл (гідрофільних у вигляді розчинів, гелів і студенів) і властивості кристалічних тіл (цукор, сіль).

Харчові матеріали при переробці в готові продукти піддаються процесам охолодження і нагрівання (варінню і обжарюванню), сушінню і зволоженню, впливові сильних електричних полів і різних випромінювань, а також механічній обробці.