Классификация физических методов обработки
Классификация физических методов обработки продуктов различными энергетическими полями сложная задача, так как эти методы имеют различную природу и поэтому невозможно выбрать такой показатель который характеризовал все эти методы.
Однако на основе работ выполненных учёным установлено, что классификация физических методов обработки основывается на основных положениях механики сплошной среды, при различной интенсивности воздействия энергетического поля на продукт.
Непрерывность спектра электромагнитных колебаний, является основной классификацией электрофизических методов обработки и является наиболее распространенной методикой классификацией существующих методов.
В основу классификации положено основное уравнение Планка
(1)
Это уравнение определяет взаимосвязь энергии кванта и частоты электромагнитных колебаний (e-энергия кванта, Дж; n-частота, Гц; h-постоянная Планка равная 
) любой из этих показателей может быть взят за основу классификации, но наиболее целесообразным является совокупность обоих показателей e и n.
I
1. Частота поля, Гц-0
2. Энергия квантов, эВ-0
3. Воздействующий фактор электростатическое поле (ЭСП)
c. Изменение качества
— Очистка газа (электрофильтр)
— Осаждение продукта с электродиспергированием
— Очистка сыпучих пищевых продуктов (зерна, семян подсолнечника и т.д.) от примесей
— разделение продуктов помола зерна на фракции
— Улучшение посевных свойств зерна
— Улучшение хлебопекарных свойств муки
II
1. Частота поля, Гц-0
2. Энергия квантов, эВ-0
5. Воздействующий фактор электрический ток
— Очистка продуктов свеклосахарного производства с помощью ионных мембран
— Дени……… молочных продуктов, предназначенных для детского питания
— Повышение концентрации сухих веществ в пищевых продуктах
— Очищение смывных и сточных вод мясокомбинатов, утилизация белков и жиров
— Очистка, удаление взвешенных частиц из жидкостей
— Дробление и гомогенизация
— Получение эмульсий и коллоидов
III
1. Частота поля-50 Гц
2. Энергия квантов – 2,07 . 10 -13 эВ
7. Воздействующий фактор переменный ток промышленной частоты
а. Электроплазмолиз – предназначен для интенсификации прессового способа извлечения сока из растительного сырья.
1.Частота поля, Гц-10 3 — 10 10
2. Энергия квантов, эВ-4,14 (10 -12 -10 -5 )
3. Воздействующий фактор ТВЧ, СВЧ
Нагрев — размораживание мяса рыбы масла и т.д.; дефростация — Стерилизация консервов в стеклотаре, обработка колбасных и купенажных изделий, сушка пищевых продуктов
Ориентация — разделение неоднородных деодисперстных(молоко, кровь) на компоненты
1.Частота поля, Гц- 4 . (10 11 -10 14 )
2. Энергия квантов, эВ- 1,65 . (10 -3 -1)
3. Воздействующий фактор ИК-излучение
4. Явления — Нагрев
a. Термообработка мяса, овощей, птицы итд.
b. Обработка какао бобов, мяса, хрустящего картофеля.
c. Выпечка кондитерских и хлебобулочных изделий.
d. Сушка пищевых продуктов (Зерна, солода, сахара).
1.Частота поля, Гц- 8 . (10 14 -10 17 )
2. Энергия квантов, эВ — 3,13
3. Воздействующий фактор ультразвуковое излучение
b. Стимуляция химических превращений
Стерилизация: дезинфекция воды, Стерилизация жидких пищевых продуктов (Молока, плодово-ягодных соков, пива, уксуса) перед розливом.
Стимуляция — Обогащение дрожжей и жиров витамином А.
Приведённая классификация технологических процессов представляет собой пример возможного использование электрофизических методов в перерабатывающих отраслях.
Выбор воздействующего фактора для конкретного технологического процесса представляет собой сложную задачу
Для одного и того же технологического процесса можно использовать различные физические методы.
Источник
Способы тепловой обработки пищи
Различают три основных способа тепловой обработки — варку, жарение и запекание.
Варка — тепловая обработка продуктов, полностью погружённых в кипящую воду, бульон, сок, отвар или молоко: при температуре 100 градусов Цельсия в обычной посуде, а в закрытых скороварках — выше 100 градусов (до 115-120 градусов). Мясо уваривается на 35% (остаётся 65% первоначального веса), причём основная часть жидкости выделяется из мяса в бульон в течение первых 15-ти минут варки.
Припускание— варка продукта с небольшим количеством жидкости или в собственном соку.
Тушение — варка продукта с небольшим количеством воды или бульона с добавлением масла, специй или в соусе. Перед тушением продукт зачастую обжаривается.
Варка на пару — тепловая обработка продукта в закрытой посуде при помощи пара.
Бланширование — быстрое обваривание или ошпаривание любого пищевого продукта: мяса, рыбы, овощей, фруктов, в результате чего они меняют (теряют) цвет — чаще всего белеют.
Бланширование достигается либо окатыванием продукта кипятком в замкнутом сосуде (но не в дуршлаге, где вода проходит наскозь), либо чаще быстрым погружением продукта в кипяток до 1 минуты. Дальнейшее пребывание в кипятке — уже варка.
Бланширование применяется как замена варки или для дезинфекции при приготовлении нежных пищевых продуктов, варка которых ведет к потере витаминов или вкусовых свойств, либо с целью создать защитную пленку на поверхности продукта, купировать, заварить его, чтобы предотвратить потерю соков при дальнейшей обработке.
Целесообразно бланшировать такие нежные овощи, как цветная капуста, спаржа, артишоки, а затем употреблять их в пищу сырыми с соответствующими соусами. Бланшируют огурцы перед засолкой, чтобы они «мягче» просаливались.
В консервной промышленности бланшируют некоторые виды рыб (сардины, сайру), а затем просто кладут в оливковое масло, где они «созревают» (доходят до готовности) сами, без нагревания, сохраняя особую нежность.
Во французской кухне применяется бланширование мяса перед варкой, а не промывание его холодной водой, в результате которого из мяса вымываются белковые и клеющие вещества, сообщающие ему вкус и питательность.
Жарением называется тепловая обработка продукта с разогретым жиром, но без добавления воды или другой жидкости, содержащей воду. Жарение обычно проводится при температуре около 180 градусов Цельсия, с таким расчётом, чтобы на поверхности продукта образовалась вкусная поджаристая корочка.
Жарение разделяется на шесть категорий:
— обжаривание,
— поджаривание,
— пассерование,
— пряжение,
— жарение во фритюре,
— жарение в духовке в парах масла (ныне редкий вид жарения, требует специальной посуды — латки).
Жир повышает вкусовые и питательные качества продуктов, служит прослойкой между продуктом и горячим днищем сосуда.
Мясо ужаривается на 40%.
Поджаривание — основной способ жарения. Продукт помещается в открытый сосуд (сковороду, противень, сотейник и т. д.) с небольшим количеством масла, при этом продукт соприкасается с горячей поверхностью только одной стороной. Для поджаривания со всех сторон продукт переворачивают.
К разновидностям жарения относятся жарение на масле в духовом шкафу, жарение при полном погружении в разогретый жир — жарение во фритюре.
Обжаривание — ведётся на сковороде, реже в казанке, на сильном огне с небольшим количеством масла с целью создать поджаристую корочку на поверхности продукта, но не допустить прожаривания внутри и выжаривания (истекания сока из мяса, овощей, рыбы). Обжаривание совершают для последующего тушения, а иногда и перед варкой. Обжаривание обычно продолжается не более 2-3 минут. При большем времени обжаривание уже переходит в поджаривание.
Пассерование (нежное \’отваривание\’ в масле) — обжаривание в жире на небольшом огне сырых овощей с целью размягчения их, удержания ароматических веществ или передачи жиру красящих веществ (например, от моркови).
Пассерование овощей и муки широко применяется в кулинарной практике. Мука во время пассерования подсушивается и пропитывается жиром, при этом белки свёртываются, и при
дальнейшем использовании муки как заправки для супов и соусов она не образует клейкой массы.
Пряжение — жарение при толщине слоя масла (обязательно перекалённого!) от одного до двух сантиметров. Решающее условие пряжения то, что пищевой продукт опирается на дно посуды (не плавает), лежит на нём, хотя и окружён со всех сторон маслом. При этом обжаривание и жарение не разделяются, а составляют один процесс при одной и той же температуре. При пряжении подгорание практически исключено. Пряжение — самый удобный и самый универсальный вид жарения. Пряжить можно всё, кроме блинов и оладий, т.е. плоских тестяных изделий, нуждающихся в особо тонком слое масла, чтобы тесто могло свободно растечься по сковороде.
Несмотря на все свои преимущества, пряжение сравнительно нечасто применяется в современной кулинарии. Это объясняется сравнительно большим расходом масла при пряжении, чем при поджаривании. Жадность у одних, бедность у других заставили предпочесть худшие, но дешёвые способы жарения более выгодному, удобному, но более дорогостоящему — пряжению.
При пряжении используется только перекалённое масло. Чем реже пряжили, тем больше забывали, как надо перекаливать масло, пока наконец новые поколения совершенно ни перестали применять и перекаливание, и пряжение как способ приготовления пищи.
Сейчас пряжение осталось только в арсенале высококлассных поваров. Но нет более удобного способа жарения на домашней кухне — просто, быстро, вкусно. И в продукте гораздо лучше сохраняются питательные вещества, соки и витамины. После готовности продукт следует сразу снять со сковороды (казанка) из ещё кипящего масла — когда кипение масла прекратится, оно начнёт быстро впитываться в продукт, что далеко не всегда уместно. Изделия, приготовленные пряжением, получаются пышные, сочные и без излишков масла.
Пряжение незаменимо при быстром приготовлении блюд.
После пряжения масло не выливается, а используется для различных кулинарных целей, так как после пряжения, в большинстве случаев (в зависимости от пряженых продуктов), оно становится вкуснее, чем было перед пряжением. После пряжения рыбы, масло можно применять только для приготовления рыбных блюд.
Перекаливание масла — приём, обязательно применяемый во всякой профессиональной кухне. Масло или жир, на котором хотят жарить то или иное блюдо, предварительно подогревается на сковороде до появления белого, почти невидимого дымка и побеления. Перекалённое масло не брызгается, не шипит, не дает пригорания, не пахнет и не чадит. Продукты, приготовленные на перекалённом масле такие же диетические, как и отварные.
Сливочное масло и топлёное масло перекаливанию не подлежат!
Запекание разделяют на три вида:
- открытое запекание или обжигание (гриллирование) — огонь (угли) расположен снизу, запекаемый предмет сверху на шампуре, вертеле или решётке;
- закрытое — запекание в духовом шкафу (для изделий из теста или обмазанных тестом называется также выпеканием);
- краткое запекание — практически готовый продукт закладывается тонким слоем в открытую посуду и помещается в духовой шкаф до получения сверху красивой поджаристой корочки.
Распространённое заблуждение — «поджаристая корочка содержит канцерогены!» На самом деле в поджаристой корочке содержатся очень полезные вещества, ускоряющие внутриклеточный обмен (поэтому корочки такие вкусные). Поджаренные продукты не показаны больным с онкологическими заболеваниями — ускоряется клеточный обмен и в онкологически изменённых клетках. (Т. е. эти вещества полезны, как пешая прогулка полезна для здорового и недопустима для человека со сломанной ногой.)
Нагрев в печи СВЧ (микроволновке)
По своим результатам этот быстрый способ тепловой обработки близок к припусканию продукта. Используется и для быстрого разогревания пищи.
Недавно возникшая тепловая обработка продуктов в печах СВЧ (микроволновках) внесла существенный вклад в международную (интернациональную, мировую) кулинарию, но (пока) никакого отношения к традиционным национальным кухням не имеет.
Приготовленные в печи СВЧ продукты совершенно безвредны, но неизбежно частично излучающиеся из работающей печи в окружающее пространство электромагнитные волны СВЧ-диапазона (с длиной волны около 15-20 сантиметров) весьма вредны для находящихся неподалёку людей и животных. Поэтому, просто отходите от работающей печи СВЧ (микроволновки) возможно дальше.
Источник
Физические методы, электрофизические и акустические методы
Физические методы
Переработка большинства пищевых продуктов начинается с обработки их физическими методами, к которым относят измельчение, сортирование, обработку давлением (прессование), перемешивание, разделение неоднородных систем.
Измельчение
Измельчением называют процесс механического деления обрабатываемого продукта на части с целью лучшего его технологического использования.
При простом измельчении продукт разрушается, проходя через измельчающее устройство один раз, при избирательном измельчении – многократно с извлечением частицы какого-либо вещества.
Способы измельчения, используемые в промышленности:
— раздавливание между двумя поверхностями;
— удар о твердую поверхность;
— срезание частиц в окружающей среде;
— раздавливание при трении скольжения;
— измельчение немеханическими средствами (излучением, теплотой, электричеством, взрывом).
Для растительного сырья применяют истирание, резку, удар, для хрупких продуктов – раздавливание, удар.
Гомогенизация – один из способов измельчения, заключающийся в дроблении частиц или капель при одновременном равномерном распределении их в дисперсной среде.
Сортировка
Сортировка пищевых продуктов преследует две основные задачи обработки:
— отделение некачественного сырья, посторонних примесей, загрязнений;
— обеспечить стандартизирование сырья, то есть, разделение его по размеру, массе, другим свойствам.
Разделение гранулированных или измельченных твердых продуктов по размеру с целью сортировки осуществляют:
— просеиванием через сита (перфорированные), чтобы частицы попадали в отверстия, сита подвергают вибрации или вращению; Для просеивания применяют металлические или иные сита со штампованными отверстиями или сетки;
— центробежное (осуществляемое за счёт центробежной силы);
— пневматическое (сортирование с помощью применения воздуха);
— фильтрацией через фильтры;
— магнитная сепарация (с помощью магнита).
Сепарирование сыпучих продуктов проводят с целью удаления металлических примесей. Сортирование путем просеивания (мука, крупа) применяют для удаления посторонних примесей.
Сортирование по величине (размеру), или калибрование применяют в процессе первичной обработки картофеля, корнеплодов в целях уменьшения их отходов и увеличения производительности машин при механизированной чистке.
Обработка давлением (прессование).
Сущность процесса заключается в том, что обрабатываемый материал подвергается внешнему давлению при помощи специальных механических устройств – прессов.
— Отделение жидкости от твердого тела неразрывно связано с фильтрацией отжимаемой жидкости через капилляры остатка. Одновременно с удалением жидкости происходит уплотнение и брикетирование остатк, применяется в виноделии – для отжатия сока из винограда, в ликеро-водочной промышленности – для отжатия сока из ягод и плодов, в маслоделии – для отжатия растительного масла от семян; отделения жира от шквары и т.д.
— Придание пластическим телам определенной формы. В этом случае из сложной системы жидкость не отделяется, но обрабатываемая масса принимает необходимую по техническим условиям форму (брикетирование и таблетирование пищевых продуктов с добавлением связующих компонентов, агломерацию в производстве сухого молока, кофе и других, в кондитерском и макаронном производстве для придания тесу определённой формы)
— Связывание частиц зернистых, сыпучих материалов в более крупные агрегаты определённой формы.
Перемешивание
это процесс, при котором достигается беспорядочное распределение двух или более разнородных материалов с различными свойствами. Перемешивание осуществляют разными способами:
— во вращающейся или опрокидывающейся емкости;
— в емкости лопастями различной конструкции;
— перекачивая смесь через решетку с отверстиями, клапаны, штуцера или др. устройства.
Перемешивание жидких растворимых фаз осуществляют путем размешивания или разбалтывания; твердых частиц в текучих фазах – диспергированием; высоковязких систем – замешиванием; твёрдых материалов – смешиванием.
От полноты перемешивания зависит качество готовых продуктов: из-за однородности состава продуктов, равномерного распределения добавок, ингредиентов, обеспечения одинакового протекания физико-химических процессов по всему объему продукта.
Разделение неоднородных систем.
Неоднородными называют системы, образованные из двух или более фаз, которые взаимно нерастворимы друг в друге.
В производстве пищевых продуктов неоднородные системы часто приходится разделять на составные части: пивные заторы разделяют для освобождения пивного сусла от дробины; молоко сепарируют для отделения жира и подвергают сгущению для увеличения содержания жира и белка и т.д.
Разделение жидкостей от жидкостей осуществляют путём гравитационного и центробежного разделения. Эти процессы применяются для разделения воды и масла при производстве растительных масел, регенерации рыбьего жира, отделения сливок от молока.
Разделение жидкости от твердых тел осуществляют центрифугированием, фильтрованием, прессованием. Эти процессы применяют при производстве крахмала, масла, сахара, молока, соков, напитков и др., а также при различной очистке, в том числе, сточных вод.
Разделение твердых материалов от твердых осуществляют по размеру частиц путём сортировки и просеивания в мукомольной промышленности, при сортировке зерна, по цвету – при сортировке кофейных зерен.
В зависимости от того, какая фаза движется относительно другой, различают два основных метода разделения: осаждение и фильтрование. В процессе осаждения (отстаивания) частицы движутся относительно сплошной среды. При фильтровании дисперсная среда проходит сквозь концентрированную дисперсную фазу или через специально предназначенное для разделения пористое тело.
Электрофизические методы
Электрофизические методы обработки пищевых продуктов основаны на использовании электромагнитной энергии излучения.
К электрофизическим методам обработки пищевых продуктов относят: обработку переменным электрическим током, в электростатическом поле, электроконтактную, высокочастотную, сверхвысокочастотную, инфракрасным излучением.
Преимущества данных методов – высокая скорость процесса (из-за высокой производительности труда), сохранение пищевой ценности продукта при высоком бактерицидном эффекте обработки, снижение тепловых потерь в окружающую среду, высокий КПД использования энергии, возможность автоматизации производственного процесса, улучшение санитарно-гигиенических условий производства
Недостатки: требования повышенной энергобезопасности оборудования, необходимость подготовки квалифицированного персонала, относительная сложность и высокая стоимость промышленных устройств.
Высокочастотный метод обработки пищевых продуктов
Данный метод эффективен при проведении тепловых и массообменных процессов: нагрев, стерилизация, размораживание, сушка, сваривание полимеров и другое.
Электроконтактные методы обработки пищевых продуктов
Это методы, осуществляемые путём непосредственного контакта электрического тока с продуктом, которые используются для нагрева, электроплазмолиза растительного сырья, электрофлорации, электростимуляции мясных туш с целью ускорения созревания мяса.
Электроплазмолиз является эффективной электроконтактной обработкой растительного сырья при сокоотдаче. Преимущества электрического метода повреждения плиточных структур (электроплазмолиза):
— не вызывает разрушения клеточных стенок и поэтому исключает переход пектиновых веществ в сок;
— способствует разрыву плазменных оболочек на более крупные частицы, что положительно сказывается на выходе сока.
Электросепарирование, или разделение дисперсий, основано на различии электрофизических, геометрических, физико-химических и других показателей, составляющих дисперсию компонентов. Сообщить частице заряд можно разными способами: в поле коронного разряда за счёт абсорбции газов на поверхности частицы, путём непосредственного контакта с электродами, электризацией трением и другими. Заряженные частицы под действием электрического поля и механических сил воздействия совершают упорядоченное, но разное движение для составляющих систему компонентов.
Комбинированные методы используются при совмещении различных вышеперечисленных методов, например, обработка мяса последовательно сверхчастотным методом на первых стадиях и инфракрасным излучением – на завершающей стадии жаренья.
Источник
