- •1. Основні положення та наукові основи курсу
- •2. Класифікація процесів та їх призначення
- •3. Основи раціональної побудови апаратів
- •1. Основні закономірності технологічних процесів
- •Закон збереження енергії
- •Де ра ,рв ,рс,рд ,ре – маса компонентів а,в,с,д,е.
- •Рівноважні та не рівноважні системи
- •2. Класифікація процесів та їх призначення
- •Під апаратом розуміють любий устрій, в якому протікає технологічний процес.
- •3. Основи раціональної побудови апаратів
- •Контрольні запитання:
- •2. Гідромеханічні та механічні процеси
- •2.1. Процеси подрібнення
- •1. Сутність і призначення процесу подрібнення
- •2. Основні способи подрібнення
- •Класифікація дроблення і помелу
- •Способи подрібнення
- •3. Апаратне забезпечення процесу подрібнення
- •( Дискового дезінтегратора)
- •Контрольні запитання:
- •2.2.Процеси сортування
- •1. Призначення та методи
- •2. Характеристика апаратів для сортування
- •П роцес триєрування виконується за допомогою триєрів, робочим органом яких є металевий циліндр, в якому виштампувано або висвердлено чашечки (рис.4).
- •Контрольні запитання:
- •2.3. Процеси пресування
- •1. Сутність і призначення пресування
- •2. Характеристика процесів пресування, апарати для пресування
- •3. Фактори, що впливають на процес пресування
- •Контрольні запитання:
- •2.4. Процеси перемішування
- •1.Суть процесу перемішування та його застосування
- •2. Способи перемішування, їх характеристика та апарати для перемішування
- •Р ис.1.Основні типи механічних мішалок:
- •- Однолопатева; 2 - багатолопатева; 3 - пропелерна; 4 - якірна;
- •Піноутворення та збивання заключаються в диспергуванні газів в рідині.
- •Р ис. 7. Схема збивального апарата
- •Перемішування пластичних мас
- •Р ис.9. Перемішувальні устрої для пластичних матеріалів
- •Потокове перемішування
- •Змішувачів
- •Р ис.15. Схема пристроїв для перемішування в потоці:
- •Контрольні запитання:
- •2.5. Процеси розділення неоднорідних систем
- •1. Характеристика дисперсних систем, їх класифікація
- •Класифікація дисперсних систем за ступенем дисперсності
- •2. Значення гідромеханічних процесів поділу дисперсних систем для охорони довкілля
- •Контрольні запитання:
- •2.6. Процеси осідання і фільтрування
- •1. Загальні відомості про процес осадження, апарати для осадження
- •2. Загальні відомості, класифікація фільтраційних процесів, апарати для фільтрування
- •Схеми затримання частинок осаду фільтрувальним шаром
- •Способи очищення газів
- •Контрольні запитання:
- •3. Теплові і масообмінні процеси
- •3.1. Загальні відомості про теплові процеси
- •1. Завдання, призначення та способи теплової обробки харчових продуктів.
- •2. Джерела теплової енергії та теплоносії.
- •3. Види теплообміну та їх характеристика.
- •П ередача тепла теплопровідністю крізь стінку
- •4. Основні типи теплообмінних апаратів
- •Схеми теплообмінних апаратів
- •Контрольні запитання:
- •3.2. Суть і способи нагрівання харчових продуктів
- •2. Поверхневе нагрівання
- •1. Вплив теплової обробки на якість кулінарної продукції
- •2. Поверхневе нагрівання
- •Нагрівання водяною парою
- •Нагрівання топковими газами
- •Нагрівання гарячими рідинами
- •Нагрівання електричним струмом
- •3 . Електрофізичні методи обробки харчових продуктів
- •Контрольні запитання:
- •3.3. Суть процесу варіння і його апаратурне оформлення
- •2. Зовнішній теплообмін при варінні продуктів
- •1. Класифікація процесів варіння
- •2. Зовнішній теплообмін при варінні продуктів
- •Динаміка коефіцієнта тепловіддачі під час варіння біфштекса січеного парою
- •Середньоінтегральні значення коефіцієнта тепловіддачі середовища до продукту при варінні різними способами
- •3. Теплофізичні закономірності процесу варіння
- •Розподіл вологи в біфштексі січеному під час варіння парою при атмосферному тискові
- •Поля температур по товщині біфштекса січеного під час варіння парою через 3(1), 6(2), 9 (3), 12 (4), 15 (5) хвилин від початку процесу
- •4. Фактори, що впливають на процес варіння
- •5.Основні типи варильних апаратів
- •Контрольні запитання:
- •2.Основи тепло – і масообміну під час смаження
- •3.Характеристика апаратів для смаження
- •4. Недоліки процесу смаження
- •Контрольні запитання:
- •Класифікація процесів смаження за технологічним принципом
- •3.5. Загальні відомості про масообмінні процеси
- •1. Основи масопередачі
- •2. Загальні ознаки масообміних процесів
- •Контрольні запитання:
- •3.6. Процеси випарювання і конденсації
- •1.Випарювання. Загальна характеристика процесу
- •С хеми багатокорпусних випарних установок
- •Принципова схема вакуум-випарної установки
- •2. Конденсація. Загальна характеристика процесу
- •Поверхневі конденсатори
- •Елементарний конденсатор холодильної установки
- •Конденсатори змішування
- •Барометричний конденсатор з протиточним рухом води і пару
- •Барометричний конденсатор з протиточним рухом води і пару Контрольні запитання:
- •3.7. Процес сушіння
- •1. Загальні відомості
- •Принципова схема сушки
- •2. Властивості матеріалів, кінетика процесу сушіння
- •3. Види і способи сушіння
- •4. Устаткування для процесу сушіння
- •Контрольні запитання:
- •3.8. Сорбційні процеси
- •1. Загальні відомості
- •2. Процес абсорбції
- •3. Процес адсорбції
- •С хема насадкового абсорбера Схема механічного абсорбера
- •Контрольні запитання:
- •3.9. Процеси перегонки і ректифікації
- •Сутність процесу та види перегонки
- •2. Апарати для перегонки та ректифікації
- •Простий кубовий апарат
- •3.10. Процеси екстракції
- •1.Суть процесу екстракції.
- •2. Фактори, що впливають на процеси екстракції.
- •3. Апарати для проведення процесу екстракції.
- •Контрольні запитання:
- •3.11. Процеси кристалізації і розчинення
- •1. Загальні відомості про процес кристалізації
- •Фізичні основи кристалізації із розчинів
- •Ріст кристалів
- •2. Апарати для проведення кристалізації
- •3. Фактори, що впливають на хід процесу кристалізації
- •4. Загальні відомості про процес розчинення
- •Контрольні запитання:
- •1.Призначення процесів охолодження і заморожування у громадському харчуванні. Охолодження як спосіб консервування кулінарної продукції
- •2.Закономірність процесів охолодження та заморожування
- •3.Суть та способи одержання холоду
- •4.Безмашинне охолодження
- •5.Машинне охолодження
- •6.Апарати для охолодження
- •С хема фризера періодичної дії
- •Патрубок для входу холодоагенту; 2 - оболонка; 3 - корпус апарата;
- •Контрольні запитання:
- •Використана література
- •Рецензія на навчальний посібник з дисципліни “Процеси і апарати харчових виробництв” для спеціальності 5. 05170101 “Виробництво харчової продукції”
2.Закономірність процесів охолодження та заморожування
Холод використовується в харчовій промисловості, по-перше, для охолодження плодів, овочів, м’яса, риби до можливо низьких температур
( але не допускаючи при цьому заморожування самого продукту); по-друге,
для заморожування вказаних продуктів та продуктів їх переробки.
Холодильна обробка продуктів та їхнє зберігання за відповідних низьких температур є одним з найбільш досконалих прийомів попередження або уповільнення їх псування. Під час холодильної обробки досягається найбільш повне збереження первинних натуральних властивостей і забезпечуються мінімальні зміни харчової цінності та смаку продуктів. Обробка холодом зумовлює пригнічення життєдіяльності мікроорганізмів, а також уповільнення хімічних та біохімічних процесів, що відбуваються у продукті під дією власних ферментів: кисню повітря, теплоти та світла. У промисловій практиці користуються такими трьома способами холодильної обробки і зберігання продуктів з їх середньооб'ємною температурою: 1) на 1 ...4 °С вище кріоскопічної - це охолоджування і зберігання охолоджених продуктів; 2) на 1...2 °С нижче кріоскопічної - це підморожування і зберігання підморожених продуктів; 3) на 15...20 °С нижче кріоскопічної - це заморожування і зберігання заморожених продуктів.
Під кріоскопічною температурою розуміють температуру початку утворення кристалів льоду з тканинних соків продукту; її дуже часто називають температурою замерзання. Для більшості харчових продуктів ця температура знаходиться біля мінус 1,5 °С.
Між охолодженням і заморожуванням є принципова і суттєва різниця, не дивлячись на те, що в обох випадках обробка продукту ведеться за допомогою холоду. При охолодженні намагаються не нанести їм ніяких механічних пошкоджень і зберегти їх цілісність і і життєздатність кліток. При цьому способі консервування харчові продукти охолоджують до температур, близьких до 00С, але не нижче точки замерзання.
В охолоджених продуктах найбільш повно зберігаються їх початкові властивості, життєдіяльність мікроорганізмів і активність ферментів уповільнюється, тому терміни зберігання цих продуктів зростають. В охолодженому вигляді плоди та овочі зберігаються до декількох місяців, сметана – до 3 діб, сир та сирні вироби – до 36 годин, молоко до 20 годин.
Охолоджування харчових продуктів - процес відводу від них теплоти із зниженням температури до рівня, близького до кріоскопічної точки. Швидкість охолоджування продуктів повинна бути максимальною, що гарантує краще збереження їх якостей і найменшу втрату маси. Якщо вона недостатньо велика, то в продуктах часто відбуваються небажані зміни внаслідок руйнівної дії мікробіологічних і ферментативних процесів, що можуть випереджати процес охолоджування.
Продукти охолоджують у випадках відносно короткого терміну їх зберігання (до 10... 15 діб), причому охолоджені продукти за своїми властивостям майже не відрізняються від неохолоджених.
Охолоджування дуже часто є одним з етапів технологічного процесу виробництва різноманітних харчових продуктів. Охолоджуванню піддають карамель, глазурі та шоколад з метою переводу їх з пластичного стану в твердий у кондитерському виробництві; маргаринову емульсію перед кристалізацією; пивне сусло та пиво перед освітленням; патоку та глюкозу після вакуум-випарювання з метою запобігання колірності ковбаси після термічної обробки; вина з метою прискорення їхнього визрівання та стабілізації; молочні продукти (масло, сир) і т. д.
Підморожування - процес охолоджування продуктів до середньооб'ємної температури на 1...З °С нижче кріоскопічної. До підморожування звертаються у тих випадках, коли необхідно продовжити термін зберігання харчових продуктів. При цьому тільки невелика частина води, наявна у продукті, перетворюється у лід.
Заморожування застосовують для того, щоб зберегти продукт більш тривалий час в порівняні з охолодженням.
Заморожування являє собою відведення теплоти від харчових продуктів з перетворенням у лід більшої частини рідини, що міститься у них. До заморожування вдаються звичайно для досягнення таких основних цілей: 1) забезпечення стійкості продуктів під час тривалого зберігання за низької температури (до них належать м'ясо, птиця, риба, тісто, сир, пельмені, ягоди, плоди, овочі та ін.); 2) відділення вологи під час концентрування пива, фруктових соків та інших рідких харчових продуктів або під час сублімаційного сушіння продуктів; 3) виробництво продуктів зі своєрідним смаком (морозиво, креми, морожені плоди та ягоди); 4) виробництво харчового льоду.
При глибокому заморожуванні в тканинах харчових продуктів відбуваються глибокі якісні зміни. Волога, що міститься в клітинах і міжклітковому соку, перетворюється в кристали льоду. Відбувається виморожування вологи і обезвожування рідкої частини соку, в якій розчинені складові частини кліток (білки, цукри, кислоти і т.д.)
Відзначимо деякі особливості заморожування продуктів з метою їх тривалого зберігання. Кінцевою метою технології заморожування, на жаль недосяжною на сьогодні, є збереження оборотності процесу. Перетворення тканинної рідини в лід під час заморожування продукту викликає фізико-хімічні зміни, що впливають на його якість. Щоб звести до мінімуму шкідливий вплив низьких температур на продукт у результаті заморожування, слід передбачати оптимальне поєднання температури, швидкості та тривалості процесу заморожування.
Передусім необхідно враховувати, що розчини солей та цукрів, що містяться в тканинах харчових продуктів, замерзають за більш низької температури, ніж чиста вода (інколи за мінус 60 °С). Встановлено, що за температури мінус 4° С виморожується 3/4 води, що міститься в м'ясі, рибі, яйцях, і 1/2 - в плодах і картоплі. Під час подальшого зниження температури кількість виморожуваної води різко скорочується. Під час заморожування продуктів в них утворюються кристали льоду. Під час повільного заморожування кристали льоду зароджуються в першу чергу в міжклітинному просторі, що зумовлено меншою концентрацією цукрів і солей у ньому, ніж у клітинах. Тому міжклітинна рідина замерзає за більш високої температури, ніж та, що міститься в клітинах. У процесі зростання кристалів льоду, що утворилися, і підвищення концентрації рідини у міжклітинному просторі волога з клітин мігрує в міжклітинний простір і викликає подальше зростання кристалів. Великі кристали льоду деформують і своїми гострими гранями руйнують тканину клітини.
При розморожуванні таких продуктів волога, що утворюється від плавлення кристалів льоду, вже не може бути поглинена клітками. В цьому випадку з розморожуємих рослинних продуктів надмірно витікає сік, в якому містяться живильні речовини, що значно знижує їх якість.
При заморожуванні розвиток мікроорганізмів припиняється, але вони не гинуть. При створенні благоприємних умов, життєдіяльність їх відновлюється, що викликає псування продукту.
Заморожування застосовують для зберігання м’яса, птиці, риби, сиру, а також для консервування плодів та овочів, так як в замороженому стані (особливо вітаміни) і смакові властивості значно краще, ніж при інших способах консервування.
Щоб підвищити якість заморожених харчових продуктів, в сучасній промисловості заморожування проводять швидко, з інтенсивною подачею холоду, при можливо більш низькій температурі. Чим нижче температура заморожування, тим швидше холод проникає вглиб плодів і овочів.
Під час швидкого заморожування у тканинах виникає велика кількість - центрів кристалізації, причому вони виникають як у міжклітинному просторі, так і у клітинах. Це пояснюється великою швидкістю зниження температури. Утворення великої кількості центрів кристалізації зумовлює невелике збільшення розмірів кристалів і відсутність руйнування оболонок клітин. Під час швидкого заморожування швидкість утворення кристалів вище швидкості переміщення вологи, тому значна частина рідини заморожується там, де вона знаходилася до заморожування. Для запобігання пошкодження клітинної структури необхідно застосовувати температуру заморожування мінус 40 °С. При цьому в лід переходить біля 90 % вологи, що міститься в плодах, ягодах і овочах, до 85 % вологи - при заморожуванні м'яса. Аналогічне явище спостерігається і при заморожуванні продуктів коагуляційної структури (сир та інші).
Таким чином, при високому темпі заморожування утворюються дрібні кристали і завдяки цьому створюються умови для максимальної оборотності структури і властивостей продукту під час розморожування. Температурний режим зберігання для заморожених продуктів залежить від виду продукту і тривалості його збереження. У рекомендаціях Міжнародного інституту холоду температуру мінус 12 °С названо як максимально допустиму, а температуру мінус 18 °С і нижче - як рекомендовану. Тому при розморожуванні таких продуктів сік залишається в клітках і майже не витікає.
Таким чином, виробництво швидкозаморожених продуктів може бути успішним лише в тому випадку, якщо буде забезпечено наступний “безперервний холодильний ланцюжок”. І заморожування підготовлених напівфабрикатів в скоро морозильному апараті і зберігання заморожених продуктів в холодильній камері на заводі-виробнику-перевезення в рефрижераторних вагонах або авто рефрижераторних до пунктів споживання – зберігання в розподільчих холодильниках і в холодильних камерах продовольчих магазинів. Куплені споживачами заморожені продукти слід зберігати також в домашніх холодильниках, не допускаючи навіть короткочасного їх відтаювання.
Останнім часом проводяться пошукові науково-дослідні роботи з консервування заморожуванням тіста і випечених хлібобулочних виробів. Для громадського харчування, має інтерес заморожування швидко черствіючих готових дрібно штучних булочних виробів. Технологія заморожування виробів передбачає охолоджування їх після випікання до 30...40 °С протягом 1 ...2 годин і наступне заморожування за температури мінус 18...мінус 23 °С та відносній вологості повітря 95...97 %. Продукція, витримана в такому стані 3 тижні, після розморожування була за органолептичною оцінкою рівноцінна свіжовипеченій. Інтерес мають і роботи з заморожування тіста. Дослідження показують можливість заморожування напівфабрикатів як прісного шаруватого, так і дріжджового тіста за температури мінус 18 °С без погіршення якостей виробів, що випікаються. Межова тривалість зберігання заморожених напівфабрикатів -12 тижнів, перевищення цього терміну погіршує якість випечених виробів. Проведено дослідження також і з вивчення впливу тривалого зберігання тортів і тістечок за температури мінус 18 °С (заморожування проводилося за мінус 35 °С), які показали збереження якості виробів протягом трьох місяців зберігання.
Спосіб концентрування рідких продуктів (пива, соків, вина, оцту та ін.) шляхом заморожування (кріоконцентрування) заснований на тому, що за низької температури вимерзає розчинник (вода), а екстрактивні речовини (цукор, сіль, кислоти, фарбуючі речовини і т. ін.) залишаються в розчині й не кристалізуються. При цьому рідину, що концентрується, заморожують за температури мінус 10...мінус 12 °С і на центрифугах відокремлюють від льоду.