Курс лекций по дисциплине: «Теоретические основы технологии продовольственных продуктов» для специальности: «Технология продовольственных продуктов»


Импульсные методы обработки пищевых продуктов



бет65/108
Дата13.06.2023
өлшемі1,08 Mb.
#101006
түріКурс лекций
1   ...   61   62   63   64   65   66   67   68   ...   108
Байланысты:
лекции теоретические основы пп

5. Импульсные методы обработки пищевых продуктов
Импульсные методы обработки основаны на аккумулировании во времени энергии и затем выделении ее в чрезвычайно малые промежутки времени, что позволяет достигать высоких значений мгновенной мощности, создавать принцпиально новые технологические процессы.
В качестве источников импульсных нагрузок используют механические, гидравлические, электроимпульсные, магнитоимпульсные и другие системы.
Для пищевой промышленности импульсный разряд является весьма перспективным в силу своей универсальности и разносторонности действия.
Диспергирующее действие электроимпульсного разряда можно использовать в целях гомогенизации пищевых про­дуктов в маргариновой, масложировой, молочной и других отраслях промышленности.
Так же как и при обработке ультразвуком, при импульсном методе обработки продуктов одновременно протекают два противоположно направленных процесса -гомогенизация и коалесценция. Окончательный результат также зависит как от конструктивных факторов оборудования, так и от физико-химической подготовки продукта.
Например, при обработке молока процесс гомогенизации происходит в основном при температурах выше температуры плавления жира, процесс сбивания молочного жира — при низких температурах обработки.
Импульсный разряд одновременно с механическим диспергированием оказывает сильное бактерицидное действие, так что во время обработки может быть достигнута пастеризация и даже стерилизация продукта.
Эффективным является использование импульсного разряда для улучшения условий извлечения жира из сырья, в частности, для получения белкового концентрата из масличных семян.
С помощью импульсного разряда удалось значительно ускорить кристаллизацию сахара из растворов. Диспергирование центров кристаллизации, достигаемое после подачи 10—15 импульсов, приводит к появлению большего числа кристаллов и ускорению всего процесса.
Путем обработки с помощью электроимпульсной мембранной аппаратуры плодово-ягодного сырья, морсов и ликеров обеспечивается заметное улучшение вкусовых свойств готовых изделий.
Увеличение выхода сока наблюдается при обработке электроимпульсным способом виноградной мезги. Готовый сок после центрифугирования имел большую плотность, вязкость и лучшую цветность; общая бактериальная обсемененность мезги после обработки снижается от 2 до 9 раз.
При обработке свекольной стружки в воде при соотношении 1:2,5 установлено, что после 20 импульсов повреждается основная масса клеток, резко увеличивается выделение сока и содержание сухих веществ в соке-экстракте.
Под действием импульсного разряда растительные клетки претерпевают серьезные изменения: они уменьшаются в объеме, наблюдается разрыв оболочек клеток, нарушается внутренняя структура и так далее.
В электроимпульсных и магнитоимпульсных аппаратах в качестве источника энергии используют в основном генератор импульсов тока (ГИТ). Принципиальная разница заключается в преобразователе электрической энергии в механическую. В электроимпульсных аппаратах преобразователем является электродная система, помещенная в жидкость, в магнитоимпульсных — система, состоящая из индуктора и электропроводящей пластины (мембраны), которая также может находиться в жидкости.
Электроимпульсный метод основан на импульсном электрическом пробое жидкости при разряде конденсатора.
В результате очень быстрого выделения энергии в искровом канале происходит его быстрое расширение, а в результате малой сжимаемости воды при импульсном разряде в жидкости возникает ряд эффектов: высокие импульсные давления, достигающие десятков тысяч атмосфер, пульсации газового пузыря, ударные волны, линейные перемещения жидкости со скоростями, достигающими сотен метров в секунду, импульсная кавитация в значительном объемe жидкости, полидисперсное ультразвуковое излучение, воздействие плазмы канала искры, сопровождающееся инфракрасным, ультрафиолетовым и жестким излучением, импульсные электромагнитные поля, сопровождающие разряд.
Один импульсный разряд вызывает, по крайней мере, два гидравлических удара: первый — в момент образования полости, второй — при ее захлопывании. При определяющих условиях газовая полость совершает несколько пульсаций, что является разрывом сплошности жидкости и адиабатического се сжатия.
: Эффективным является использование импульсного разряда для разрушения стенок жировых клеток и извлечения жира. В частности, хороший результат получен при использовании гидромеханического способа извлечения жира из жидкости.
В аппарате для извлечения жира импульсным методом гидромеханические импульсы возбуждаются быстро вращающимися билами, свободно закрепленными на роторе, и через жидкую среду (воду) передаются обрабатываемому материалу.
При движении твердого тела в жидкости позаади него создается область пониженного давления, куда устремляются струи жидкости, отрывающиеся от краев.
В результате возникают мощные мгновенные давления - импульсы типа гидравлических ударов, которые передаются на поверхность обрабатываемого материала и вызывают разрушение его наименее прочных структурных элементов. При достаточной мощности импульсы вызывают разрушение связей, удерживающих жировые клетки в ткани, и самих клеток.
Величину импульсов в свою очередь определяет кинетическая энергия движущегося тела, а их число — частота повторности движения тела в единицу времени, В аппаратах извлечения жира импульсы возбуждаются вращательным движением стальных бил, расположенных внутри кожуха, в который подаются жиросырье (обычно жмдкость) и вода. В таком аппарате величина импульсов определяется окружной скоростью и массой вращающихся бил, а число импульсов - количеством бил и их оборотов в единицу времени.
Импульсный разряд в гетерогенной системе кость—вода вызывает ряд специфических явлений. Наличие в губчатой массе кости резких неоднородностей вызывает неоднократ­ное отражение и преломление ударных волн и практически полное их поглощение. Наличие границ раздела с большой разницей волновых сопротивлений способствует возникновению кавитации, которая также носит импульсный характер. Резкое расширение газовой полости вызывает многочисленные удары кусков кости один о другой.
Динамические нагрузки, ударная волна и кавитация разрушают оболочки жировых клеток, и жир вместе с частью разрушенных оболочек запаздывающим потоком и любым другим перемещением жидкости вымывается в виде жиромассы.
Кроме числа и мощности импульсов, на степень обеязжиривания влияет продолжительность воздействия импульсов на сырье, то есть время пребывания сырья в аппарате. Оно зависит от начальных размеров образцов и от величины отверстий решетки, через которую обезжиренное сырье выводится с водой из аппарата.
Достоинства импульсного метода извлечения жира - простота конструкции, возможность непрерывно-поточной организации производства и извлечения жира при низких температурах. Это оказывает положительное влияние на качество жира и кости как сырья для клея. Степень обезжиривания кости – 83 - 93 % (с учетом промывки кости от жира). Остаток жира в сырье — 2 – 5 % массы обезжиренной кости. Недостаток метода заключается в сложности отделения жира от водно-жировой массы, сильно засоренной белками и остатками кости.
Хорошие результаты получены при использовании импульсного разряда для очистки и обеззараживания сточных вод. В зависимости от вида загрязнений для повышения эффективности очистки целесообразно введение химических реагентов и катализаторов.
Принципиально конструкции очистных и обеззараживающих электроимпульсных аппаратов просты. Они представляют собой трубу с гребенкой попарно расположенных электродов, что позволяет последовательно обрабатывать протекающую по трубе жидкость. Специфическим недостатком конструкции является необходимость использования многоконтурного импульсного генератора (число пар электродов должно соответствовать числу контуров генератора).


Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   61   62   63   64   65   66   67   68   ...   108




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет