 |
Процесс теплопроводимости и основы проектирования инвентарей.
|
|
|
|
Основную долю кулинарной продукции предприятий общественного питания составляют изделия, прошедшие тепловую обработку на специальном оборудовании, применяемом в общественном питании.
Тепловой обработкой называется технологический процесс, основанный на изменении теплового состояния продуктов и сред участвующих в данном процессе.
В совершенствовании технологии производства кулинарной продукции значительное место занимает интенсификация тепловых процессов (варки, жарки и т.д.), требующих значительных временных затрат труда, топливно – энергетических ресурсов.
В этой связи конструкция любого теплового аппарата должна как можно полнее соответствовать технологическим требованиям тепловой обработки продуктов.
В основу разработки новых технологических процессов и аппаратов и их совершенствования и модернизации должна быть положена научно обоснованная классификация способов тепловой обработки, которые по механизму передачи теплоты и обрабатываемому продукту подразделяются на поверхностные (кондуктивные), объёмные и комбинированные.
Классификация поверхностных способов (традиционных) тепловой обработки продуктов:
1. Основные: варка и жарка;
которые приводятся: в небольшом количестве жира; во фритюре; с
помощью горячего воздуха, а также при воздействии смеси горячего воздуха и
перегретого пара
2. Вспомогательные: пассерование овощей и муки; опаливание;
термостатирование; бланширование.
В традиционных способах обработки обычно выделяют основные способы, целью которых является доведение продукта до кулинарной готовности и вспомогательные, осуществляемые в целях получения полуфабрикатов, а также создание или устранение определенных специфических свойств сырья, интенсификация последующих основных процессов тепловой обработки и др.
|
|
|
Характерной особенностью поверхностных способов тепловой обработки является встречная направленность градиентов температуры и влаги из продукта и в следствии которой поток влаги из продукта препятствует проникновению теплоты внутри продукта.
Продукт (например, мясо), подвергаемый варки в воде, претерпевает ряд сложных структурно-физических и химических изменений. Если продукт с начальной температурой 20°С погружают в воду с температурой 100°С, то поверхностные слои прогреваются сравнительно быстро, а температура глубинных слоев повышается постепенно; поток теплоты на протяжении всего процесса варки направлен от поверхности в глубь продукта (соответственно градиент температуры имеет противоположное направление). Последовательный нагрев слоев продукта сопровождается фазовыми превращениями (испарение свободной влаги) и биохимическими реакциями (денатурация белков, разрушение коллагена в соединительной ткани), приводящим к существенному изменению структуры и теплофизических свойств продукта. Уменьшение влагосодержания приводит к снижению коэффициента теплопроводности слоев продукта, что также препятствуют его дальнейшему нагреванию. Все эти факторы обуславливают большую продолжительность традиционных (поверхностных) способов тепловой обработки. И в то же время большая длительность обработки снижает эргономические показатели и пищевую ценность готового изделия.
Таким образом, кондуктивные (поверхностные) способы имеют существенные недостатки: большая длительность процессов тепловой обработки, существенные затраты топливно-энергетических ресурсов и высокая трудоемкость. В этой связи сокращение длительности тепловой обработки продуктов, нахождение рациональных температурных режимов воздействия на продукты является основным путем улучшения качества продукции и интенсификации производства.
|
|
|
Объемные способы тепловой обработки продуктов.
Объемные способы нагрева продуктов основываются на взаимодействии продукта (и прежде всего содержащейся в его структуре свободной воды) с электромагнитным полем. Электромагнитные волны от генератора излучения проникают в продукт на значительную глубину и частично или полностью поглощаются в нем. При этом электромагнитная энергия превращается в теплоту, т.е. поток теплоты и поток влаги совпадают по направлению.
Отмеченное явление существенно снижает влияние теплопроводности продуктов, что вызывает их медленный темп нагрева при поверхностных способах тепловой обработки.
Классификация способов тепловой обработки.
Инфракрасный нагрев.
Инфракрасное излучение (ИК) в тепловых аппаратах в настоящее время используется как самостоятельный способ нагрева продуктов, а также в качестве базового способа для создания различных комбинированных способов тепловой обработки.
Физическая сущность механизма ИК-нагрева заключается в следующем. Большинство пищевых продуктов содержат в своей пористой структуре значительное количество свободной воды, которая интенсивно поглощает ИК-излучение в определенной области длины волн (при длинах волн 0,75...2,5 мкм); при длине волн 1,4 мкм поглощение достигает 100 %, наиболее характерная длина волны ИК - излучения I мкм. В то же время влага в пористой структуре пищевых продуктов распределена неравномерно по объему, поэтому ИК - излучение может проникать в них на значительную глубину, что при соответствующем выборе толщины слоя обрабатываемого продукта обуславливает объёмный характер его нагрева. Максимальная температура прогрева продукта при ИК-нагреве, зависит от структуры, влагосодержания продукта и длины волны излучения.
Благоприятным фактором для ИК-обработки пищевых продуктов является наличие длин волн вблизи 1 мкм в спектре используемого генератора и изучения и значительного количества свободной влаги в продукте, т.е. высокого начального влагосодержания исходного продукта.
|
|
|
Положительным признаком ИК-нагрева является получение равномерной по цвету и толщине корочки поджаривания. Вместе с тем этому способу присущи и недостатки: не все продукты можно подвергать ИК-нагреву; при высокой плотности потока ИК-излучения возможен "ожог" продукта.
Сверхчастотный (СВЧ) нагрев.
СВЧ – нагрев продуктов характеризуется дипольной и макроструктурной поляризацей.
Дипольная поляризация, представляет собой результат воздействия внешнего поля на полярные молекулы, обладающие собственных дипольным моментом. Типичным примером полярной молекулы является молекула воды. Поэтому наличие, в продуктах свободной воды является фактором, определяющим интенсивность нагрева продуктов в СВЧ – поле.
Важной количественной характеристикой объемного эффекта СВЧ- нагрева является глубина проникновения поля в продукт. Другой важнейшей особенностью СВЧ - нагрева является возможность достижения высокого темпа нагрева продуктов при применении генераторов, создающих СВЧ- поля большой напряженности.
Основное преимущество СВЧ- нагрева - высокая скорость нагрева. Однако ему присущи некоторые недостатки и особенности - отсутствие корочки на поверхности продукта и, как правило, естественный цвет сырого продукта.
|
|
|
