Классификация способов тепловой обработки. Классификация теплового оборудования

Лекция 1. Вводная лекция

1. Цели задачи дисциплины;

2. Классификация способов тепловой обработки.

3. Классификация теплового оборудования;

1.  Цели задачи дисциплины

Цели изучения дисциплины заключаются в приобретении и усвоении студентами знаний технологического оборудования отрасли с учетом технологических, технических и экологических аспектов, а также в практической подготовке их к решению как конкретных производственных задач, так и перспективных вопросов, связанных с технологическим оборудованием отрасли.

Задачи дисциплины состоят в изучении современного технологического оборудования питания, методов его расчета, принципов его монтажа, наладки, эксплуатации, технологического обслуживания и ремонта, в освещении основных технических проблем, научных достижений и современных тенденций развития технологического оборудования в тесной взаимосвязи с вопросами технологии.

Лекций 55 час.

Лабораторных –

Закрывается курс экзаменом.

2. Классификация способов тепловой обработки.

Тепловой обработкой называется технологический процесс, который основывается на изменении теплового состояния продуктов и сред, участвующих в нем.

В совершенствовании технологии производства кулинарной продукции значительное место занимает интенсификация тепловых процессов (варки, жарки и др.), требующих больших затрат времени, труда, топливно-энергетических ресурсов. Поэтому конструкция любого теплового аппарата должна как можно полнее соответствовать технологическим требованиям тепловой обработки продуктов.

В основу разработки новых процессов и аппаратов и их модернизации положена научно обоснованная классификация способов тепловой обработки (рис.1),  которые по механизму передачи теплоты обрабатываемому продукту подразделяются на поверхностные (кондуктивные), объемные и комбинированные.

Обычно выделяют основные способы, целью которых является доведение продукта до кулинарной готовности, и вспомогательные, осуществляемые с целью получения полуфабрикатов, создания или корректировки определенных специфических свойств пищевого сырья, интенсификации последующих основных процессов тепловой обработки и др.

Физическая сущность поверхностных способов является совокупностью взаимосвязанных физико-химических, тепломассообменных, биохимических и других процессов, протекающих в массе продукта при подводе к нему теплоты.

Способ передачи тепла

Поверхностные                                                Объемные                                   Комбинированные

                                                (СВЧ -, ИК- , электрокон-    (Комбинирование различных

                                                                  тактный и индукционный    режимов, традиционных и не-

                                                         нагрев)                            традиционных способов и др.)

Основные                 Вспомогательные (пассерование, опаливание, термостатирова-  

                                                                            ние, бланширование, ошпаривание)

Варка         Жарка       Горячий воздух и  перегретый пар

Рис.1. Классификация способов тепловой обработки

Характерной особенностью этих способов является встречная направленность градиентов температуры и воды в продукте, вследствие которой поток воды в продукте препятствует проникновению теплоты в продукт.

Например, мясо, подвергаемый варке в воде, претерпевает ряд сложных структурно-физических и химических изменений.

Последовательный прогрев слоев продукта сопровождается фазовыми превращениями (испарение свободной влаги) и биохимическими процессами (денатурация белков, гидролиз коллагена и т. д.), приводящими к существенному изменению структуры и теплофизических свойств мяса. Это ухудшает органолептические показатели и пищевую ценность мяса (разрушаются витамины, теряется тканевый сок, а с ним и минеральные вещества, изменяется аминокислотный состав белков и жирно-кислотный состав липидов).

К недостаткам поверхностных способов следует отнести:

·  большую длительность процессов;

·  существенные затраты топливно-энергетических ресурсов;

·  высокую трудоемкость.

Сокращение длительности тепловой обработки продуктов, нахождение рациональных температурных режимов воздействия на них является основным путем улучшения качества продукции и интенсификации производства.

Объемные способы нагрева продуктов основываются на взаимодействии продукта (и прежде всего свободной воды) с электромагнитным полем.

Электромагнитные волны от генератора излучения проникают в продукт на значительную глубину и частично или полностью поглощаются им. При этом электромагнитная энергия превращается в теплоту, что вызывает нагрев продукта. Затем теплота и вода выделяются из продукта, т. е. поток теплоты и поток воды совпадают по направлению.

Инфракрасный (ИК) нагрев. Инфракрасное (ИК) излучение в тепловых аппаратах в настоящее время используется как самостоятельный способ нагрева продуктов, а также используется при создании различных комбинированных способов тепловой обработки.

Физическая сущность механизма ИК-нагрева заключается в том, что пищевые продукты содержат в структуре значительное количество свободной воды, которая интенсивно поглощает ИК-излучение при длинах волн 0,75...2,5 мкм.

В процессе тепловой обработки свойства поверхностных слоев продукта изменяются, что, в отличие от условий традиционного (поверхностного) нагрева, приводит к усилению поглощения ИК-энергии и интенсификации нагрева.

Положительным   признаком   ИК-нагрева   является получение равномерной по цвету и толщине корочки поджаривания. Вместе с тем этому способу присущи недостатки:

·  не   все  продукты   можно  подвергать   ИК-нагреву;

·  при высокой плотности потока ИК-излучения возможен «ожог» продукта.

Сверхвысокочастотный (СВЧ) нагрев. Пищевые продукты по своим электрическим свойствам представляют собой неидеальные диэлектрики, в которых при наложении внешнего электрического поля возникают токи проводимости и токи смещения.

Важной количественной характеристикой объемного эффекта СВЧ-нагрева является глубина проникновения поля в продукт. Объемный характер является важнейшей отличительной особенностью СВЧ-нагрева как способа тепловой обработки. Другой важнейшей особенностью СВЧ-нагрева является возможность достижения высокого темпа нагрева продуктов при применении генераторов (магнетронов, ламп бегущей волны и др.), создающих СВЧ-поля большой напряженности.

На предприятиях общественного питания в основном применяют частоту