Курс лекций по дисциплине: «Теоретические основы технологии продовольственных продуктов» для специальности: «Технология продовольственных продуктов»
Модуль 5. Движущие силы в расчеиах тепло- и массообменных процессов в различных методах консервирования пищевых продуктов
жүктеу/скачать 1,08 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 1. Сушка как метод консервирования пищевых продуктов
| Модуль 5. Движущие силы в расчеиах тепло- и массообменных процессов в различных методах консервирования пищевых продуктов
Тема 1. Общие аспекты. Обезвоживание пищевых продуктов 1. Сушка как метод консервирования пищевых продуктов Консервирование пищевых продуктов методом сушки основано на принципе анабиоза. Питание микроорганизмов происходит осмотическим путем, всасыванием питательных веществ, поэтому для их развития в продукте должно содержаться определенное количество воды. Развитие бактерий возможно при содержании влаги 25—30 % и более, плесневых грибов — 10—15 % и более. При снижении содержания воды в продукте микробные клетки осмотическим путем отдают свою влагу, в результате чего происходит их плазмолиз, они прекращают свою деятельность. При высушивании продуктов их влажность снижается до 8—25 %, то есть до уровня, при котором развитие микроорганизмов невозможно. Однако во время сушки не все клетки микроорганизмов подвергаются плазмолизу, многие микробы попадают в состояние анабиоза и длительное время остаются жизнеспособными. При увлажнении сухого продукта микробы вновь оживают и начинают размножаться, то есть продукт переходит в прежнее состояние. Сравнительно с другими методами консервирования сушка имеет много достоинств: технология сушки и оборудование для ее осуществления относительно простые, во время сушки уменьшаются в несколько раз масса и объем сырья, тем самым заметно ниже затраты на транспортировку и хранение продукта. Сухие продукты можно хранить при комнатной температуре в обычной, негерметичной упаковке. Существенный недостаток метода сушки — это заметное изменение вкусовых свойств продукта, и особенно его структуры. Пищевые продукты как растительного, так и животного происхождения по отношению к сушке отличаются от материалов неживой природы. В пищевых продуктах вода связана с компонентами клетки и образует растворы. Растительные пищевые продукты состоят из однородных клеток, которые образуют ткань. Основной активной частью клетки является протоплазма, состоящая из фитоплазмы и ядра. Протоплазма имеет общую трехслойную наружную клеточную оболочку, а десятки структурных элементов клетки окружены мембранами. Переплетающаяся система мембран делит клетку на замкнутые отдельные объемы, удаление воды из которых требует преодоления проницаемости мембран. Даже для чистой воды проницаемость мембран составляет около 10-6 м/с, что в 105 раз меньше скорости диффузии слоя воды. Для удаления воды из продукта при сушке необходимо разрушить ее связи с материалом. Различают химическую, физико-химическую и физико-механическую связи влаги с материалом. В каждой из этих групп различают химическую, адсорбционную, осмотическую и капиллярную связи влаги с материалом. Энергия связи определяется как работа, необходимая для удаления 1 моля воды при постоянной температуре без изменения состава вещества при данном влагосодержании. Химически связанная, или гидратационная, вода наиболее прочно связана с материалом химическими связями, обладает максимальной энергией связи с материалом. Так как гидратационная вода химически связана, она утрачивает обычные свойства, то есть не растворяет химические вещества, имеет более низкую температуру замерзания и более высокую температуру кипения. Содержание гидратационной воды экспериментально определяется с большой точностью, например, калориметрически по температуре замерзания продукта. Ее содержание зависит от состава продукта. В мышечной ткани мяса и рыбы содержится примерно 4 % гидратационной воды, плодах и овощах ее несколько меньше. Так как гидратационная вода прочно связана с продуктом и не моет использоваться для обменных процессов микроорганизмами, во время сушки ее не удаляют. Кроме того, это требует высокой температуры и резко снижает качество продукта. Адсорбционная вода связана с материалом физико-химическими связями (адсорбционными, осмотическими) и не имеет строгих количественных соотношений влаги и материала. Во время сушки вначале удаляется свободная влага, затем слабо связанная, удерживаемая физико-механическими и физико-химическими связями, т.е. каппилярная, адсорбционная, более или менее сильно удерживаемая адсорбционная. При достижении равновесного влагосодержания, при котором давление пара над материалом равно парциальному давлению его в окружающем пространстве, процесс сушки прекращается. Химический состав пищевых продуктов, а для мясных и рыбных — технологические свойства мышечной ткани оказывают заметное влияние на влагоперенос при их сушке. Связь влаги с растительными материалами практически не зависит от содержания гидрофобного жира, минеральных веществ и кристаллических сложных веществ с низкой молекулярной массой. Аморфная сахароза оказывает устойчивое влияние на связывание влаги при низком влагосодержании продукта (до равновесного влагосодержания 0,3 кг/кг). При повышении влагосодержания сверх 0,3 кг/кг аморфная фаза сахарозы переходит в кристаллическую, что приводит к потере способности связывания влаги. В растительных продуктах влага наиболее прочно связывается пектином, затем крахмалом, клетчаткой и аморфной сахарозой. Содержание этих компонентов в растительных продуктах оказывает решающее влияние на продолжителыюсть сушки, затраты теплоты и энергии. В мясных, молочных и рыбных продуктах влага наиболее прочно связывается белками, содержание которых оказывает решающее влияние на продолжительность сушки. Протекание процесса сушки можно с большой надежностью оценить по изменению массы материала. В период подогрева воды испарение воды небольшое. В период постоянной скорости сушки процесс сушки идет при постоянных параметрах: скорость уменьшения влагосодержания материала не меняется, а температура его равна температуре мокрого термометра сушильного агента. В этот период сушки давление пара над материалом постоянно и равно давлению насыщенного пара при температуре мокрого термометра. Период постоянной скорости сушки продолжается до наступления определенного значения влагосодержания, которое называют критической. В период падающей скорости сушки скорость сушки уменьшается по мере уменьшения влагосодержания, а температура продукта возрастает. К концу периода сушки температура высушиваемого продукта приближается к температуре сушильного агента. жүктеу/скачать 1,08 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|