Основные виды воздействий на пищевые продукты в процессе их получения и переработки

18.06.2015

Многообразие объектов переработки определяет исключительное многообразие применяемого сырья, а это в свою очередь вызывает необходимость применения весьма разнообразных технологических операций, форм воздействий, их интенсивности и характера подведения энергии к обрабатываемым материалам. В частности, имеются в виду такие виды воздействий, как тепловые, ультразвуковые, электрические и магнитные поля, СВЧ и давление, а иногда и ионизирующая радиация. Каждый из этих видов воздействий в отдельности или в сочетании позволяет существенным образом изменять свойства пищевых систем, однако с помощью совокупности указанных выше методов нельзя обеспечить изменение свойств систем во всем возможном диапазоне.
Если проанализировать технологические схемы производства основных видов пищевых продуктов, то окажется, что при переработке и получении почти всех продуктов механические воздействия на пищевые дисперсные системы составляют, как правило, Неотъемлемую часть технологических процессов. Этот вид воздействий реализуется в основном в аппаратах с внешним подводом механической энергии.
В одних случаях механические воздействия сообщаются перерабатываемой системе в одной или нескольких операциях технологического процесса, но основную роль играют термические, химические и биохимические процессы. Примером могут служить процессы рафинирования; дезодорации и гидрогенизации жиров, молочнокислого, спиртового и дрожжевого брожения ряда продуктов, расстойка мучного теста, созревание сливочного масла, ферментативно-микробиологический процесс свертывания молока и созревания сыра, осахаривание патоки ферментативным путем, сатурация сахарных растворов, ряд биохимических превращений в зерновых и крупяных культурах, в картофеле и какао-бобах, консервирование плодово-ягодных припасов, копчение колбасных изделий и. термическая обработка мясных фаршей, гидролиз и нейтрализация инвертных сиропов, экстракция, кристаллизация в результате образования пересыщений при охлаждении или выпаривании, фазовые превращения в результате перекристаллизации и т. п.
В других случаях термические, биохимические или химические процессы осуществляются в сочетании с механическими воздействиями при существенном возрастании роли последних, например, сушка, обжарка, уваривание, выпаривание, кристаллизация пищевых систем, химическая очистка сахарных растворов и жидких жиров, пастеризация, стерилизация и уперизация молочных продуктов, квитирование шоколадных масс, брожение опар, хлебопекарного теста и теста для галет и крекеров, приготовление сахарных сиропов и т. п. При этом, в частности, на фоне конвективного массообмена, например, при перемешивании могут протекать массообменные процессы под диффузионным контролем (сушка пористых Материалов).
Вместе с тем превалирующую роль в технологии пищевых производств занимают технологические операции и процессы, в которых решающее значение имеют чисто механические или гидромеханические процессы. Как правило, такого рода процессы сопровождаются механико-химическими явлениями.
Можно привести множество примеров технологических операций приготовления различных видов пищевых продуктов, в которых механические и в отдельных случаях гидромеханические процессы являются основными.
В сахарной промышленности — при мойке корней, их измельчении в стружку, очистке диффузионного сока, двух-трехразовой фильтрации соков, их осветлении, центрифугировании и просеивании сахара-песка.
В масло-жировой промышленности механические процессы играют важную роль при рафинации растительных и жидких жиров, в процессе их отбеливания активированными порошками; при получении гидрогенизированных твердых жиров на стадиях обработки с катализаторами и при фильтровании; в производстве маргарина — при смешивании компонентов, эмульгировании рецептурной смеси и пластификации стружки; при приготовлении майонезов — в процессах просеивания и растворения исходного сырья, получения пасты и гомогенизации готового продукта.
В крах мало-паточной промышленности — при получении картофельного крахмала — это мойка картофеля, его измельчение, смешивание с водой, выделение крахмала из крахмального молока, центрифугирование готового продукта; при производстве кукурузного крахмала — процессы грубого дробления, тонкого измельчения зерен, сепарирования мельничного молока, очистки сырого крахмала, механического обезвоживания крахмала и его просеивания.
В молочной промышленности чисто механические процессы реализуются при фильтрации, гомогенизации и сепарировании молока и молочных продуктов; при вальцевании творога, его пластификации и смешивании с рецептурными добавками для получения творожных изделий; в технологических процессах получения сливочного масла — при сепарировании и сбивании сливок, отжимании поверхностной влаги и получении монолита.
В мясной промышленности при получении мясопродуктов и колбасных изделий механические воздействия используются при разделке, обвалке, грубом и тонком измельчении мяса, вымешивании фаршей и формовании — шприцевании колбас.
В мукомольно-крупяной промышленности — при сепарировании, очистке, сортировании, смешивании зерна из разных партий для получения помольной смеси с необходимыми свойствами; измельчении и фракционировании муки; шлифовании и диспергировании крупок; очистки, сортировки, шелушении, обогащении, дроблении или разрезании, полировании крупяных изделий.
В хлебопекарной и макаронной промышленности механические процессы применяются при подготовке сырья, замесе теста, его отминке, делении на куски заданной массы, их округлении и формовании, получении макаронных изделий.
В кондитерской промышленности вследствие большого разнообразия выпускаемой продукции механические процессы представлены наиболее широко и играют, основную роль в технологии приготовления практически всех видов кондитерских изделий.
При производстве шоколада и шоколадных изделий все основные технологические операции связаны с механическими воздействиями: это очистка какао-бобов, их сортирование, дробление, освобождение от оболочек и разделение на фракции, получение какао тертого, его смешивание с какао-маслом и сахарной пудрой, измельчение, отминка и конширование шоколадной массы, ее дозирование и формование, уплотнение массы в формах и освобождение из форм после охлаждения.
При получении конфет, карамели, мучных кондитерских изделий, драже, пастильно-мармеладных изделий и халвы практически все технологические процессы (процессы очистки и мойки, диспергирования и дезагрегирования, просеивания и фильтрования, центрифугирования и сепарирования, смешивания и гомогенизации, транспортирования и дозирования, вальцевания и формования и т. д.) сопровождаются механическими воздействиями на перерабатываемые системы, причем эти воздействия играют определяющую роль.
Таким образом, роль механических воздействий в технологических процессах получения и переработки большинства пищевых продуктов чрезвычайно велика. По существу, нет области современной технологии пищевых производств, где не применялись бы механические воздействия на сырье или полуфабрикаты. При этом диапазон подводимой к пищевым системам энергии очень широк. В то же время воздействие, например, электрических и магнитных полей весьма избирательно и зависит от физических свойств дисперсной фазы и дисперсионной среды (например, от диэлектрической проницаемости).
Даже в тех случаях, когда по ряду причин использование электрических и магнитных полей оказывается целесообразным, обычно эти воздействия сочетаются с механическими.
Особенно эффективно-сочетание механических воздействий с ультразвуковыми высокочастотными воздействиями.
Вместе с тем большое разнообразие форм механических воздействий и технологических операций, используемых в пищевой промышленности, по мнению авторов, вызвано следующими обстоятельствами.
Обычно технология переработки различных пищевых продуктов в каждом конкретном случае в силу кажущейся специфики создается самостоятельно для каждой отрасли пищевой промышленности и для каждого вида продукта, тогда как между технологическими процессами в самых различных областях пищевой промышленности существует много общего как по однотипности свойств материалов, так и по характеру технологических операций.
Цель данной книги состоит в обосновании нового подхода к технологическим процессам с учетом их сложности и многообразия с единых общих позиций, которые могут быть определяющими для большинства процессов получения пищевых продуктов.