 |
Свойства пищевых продуктов как объектов консервирования
|
|
|
|
ПРЕДИСЛОВИЕ
Настоящее учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности 0529 «Холодильные, и компрессорные машины и установки». Оно подготовлено на основе длительного опыта преподавания курса «Физико-технические основы холодильной обработки пищевых продуктов» в Московском технологическом институте мясной и молочной промышленности. Этот курс базируется на знаниях, полученных студентами при изучении термодинамики, холодильных машин, холодильных установок и других учебных дисциплин. Основная задача курса — показать взаимосвязь этих знаний, вооружить будущего инженера-холодильщика навыком постановкой решения реальных задач современной холодильной техники и технологии, научить методам, способным обеспечить высокое качество консервируемых холодом продуктов, научить принципам создания эффективных технических средств холодильной обработки пищевых продуктов. Особое внимание уделяется проблеме использования холода для создания «безотходных», точнее, «малоотходных» систем холодильной обработки и хранения продуктов питания.
Содержание и методологическое "построение книги позволяют использовать ее для ряда других специальностей вузов, для слушателей факультетов повышения квалификации, а также для специалистов пищевых отраслей промышленности (в системах Минмясомолпрома, Минпищепрома, Минплодоовощхоза, Минрыбхоза) и сельского хозяйства.
Материал распределен между авторами следующим образом: Г.Д.Аверин - параграфы 3.3, 3.4 и глава 4; Н.К.Журавская — параграфы 1.1 и 1.6; Э. И. Каухчешвили — предисловие, введение, параграфы 1.3, 3.1; И. А. Лаковская — параграфы 1.2, 1.4, 1.5, глава 2 и приложения; Н. Д. Малова — параграфы 3.2 и 3.5.
|
|
|
Авторы выражают благодарность рецензентам д-ру техн. наук, проф. И. Г. Чумаку, д-ру техн. наук, проф. И.Г.Алямовскому, канд. техн. наук, доц. М.М.Голянду, канд. техн. наук, доц. Б. Н. Малеванному, д-ру техн. наук, проф. Г.Б.Чижову за ценные замечания и полезные советы при подготовке книги к изданию.
Авторский коллектив будет благодарен читателям за замечания и пожелания, направленные на улучшение содержания книги, которые будут учтены в дальнейшем при ее переработке.
ВВЕДЕНИЕ
Восьмидесятые годы нашего века характеризуются возрастающим напряжением продовольственного баланса планеты, что обусловлено прежде всего интенсивным ростом населения развивающихся стран, многие из которых не в состоянии обеспечить себя необходимым рационом питания как по энергетическому, так и по протеиновому уровню. Международные организации (ООН, Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН и др.) оказывают содействие тем из развивающихся стран, которые находятся в наиболее тяжелом положении, но помочь всем не удается. Между тем, по данным Международного института холода (МИХ), ежегодно теряется 20... 30% всех производимых в мире продуктов питания, что составляет почти миллиард тонн. Из указанного количества не менее 50%—это скоропортящиеся продукты, сохранение которых возможно только с помощью холода. В достижениях физики, химии, биологии, вне всякого сомнения, можно найти идеи, методы, приемы, улучшающие, совершенствующие холодильную обработку и хранение. Но лишь дальнейшее развитие, повышение эффективности и широкое распространение холодильной техники и технологии могут способствовать сокращению потерь продуктов, их сохранению, а также рациональному распределению и использованию.
В настоящее время наша страна переходит к кардинальному ускорению научно-технического прогресса. Особое значение имеет реализация интенсивных методов развития в пищевой промышленности и сельском хозяйстве, в которых важнейшая роль отведена холоду.
|
|
|
СССР - одна из ведущих стран в развитии холодильной техники и технологии. Достаточно сказать, что суммарная вместимость холодильных камер страны, составляющая не менее 6,5 млн. т,— вторая в мире после США. В одиннадцатой пятилетке построено множество объектов холодильного хозяйства во всех пищевых отраслях и в первую очередь в агропромышленном комплексе. Создаются новые технические средства получения низких температур и холодоиспользующее оборудование, холодильный транспорт; совершенствуется холодильная технология, разрабатываются и внедряются производственные процессы холодильной технологии, в том числе основанные на использовании криогеники (сублимация, криоконцентрирование, криозамораживание, криоизмельчение и т.п.), а также перспективных циклов трубохолодильных машин и др.
Поиск методов сохранения продовольственных ресурсов человечество ведет с древнейших времен, начав с использования того, что ему предоставила природа — солнце и воздух (для сушки),снег, лед, глубинные слои земли, в которых сохранялась относительно низкая температура (для охлаждения и замораживания). Создание первой достаточно совершенной холодильной машины относится к 1975 г.В настоящее время искусственной холод стал одним из главных показателей уровня технического и культурного развития любой страны.
Современный этап развития холодильной промышленности характеризуется широчайшим использованием холода во всех звеньях народного хозяйства. По существу нельзя назвать области, где бы холод не применялся. Особое распространение он находит в пищевых отраслях промышленности, химии, здравоохранении, строительстве.
Роль холода неуклонно возрастает, и в первую очередь в области консервирования сырья и продуктов питания, потребность в которых непрерывно растет. Воздействие холода на любые биологические объекты является предметом изучения многочисленных специалистов, на опыт и мнение которых мы будем ссылаться в данном пособии. Вместе с тем необходимо отметить, что до настоящего времени издано весьма ограниченное число работ, в которых на достаточно широкой информационной основе давались бы обобщенные результаты исследований. К этим базовым работам следует отнести прежде всего публикации советских ученых Д. А. Христодуло, Д. Г. Рютова, Г. Б. Чижова, Н. А. Головкина, И. Г. Чумака, а также зарубежных — Р. Планка, Г. Лорентцена и др. Обобщения в этой области делать сложно. Сложности проистекают прежде всего от существенных изменений параметров объектов. Так, нельзя не согласиться с Г. Б. Чижовым в том, что любая попытка разработки и использования расчетного аппарата высокой точности неизменно ограничивается рамками лишь частной задачи, поскольку изменения таких показателей, как влажность, теплоемкость, теплопроводность пищевых продуктов, вносят коррективы, достигающие 10... 20%.
|
|
|
В настоящей работе мы рассматриваем основные процессы холодильной технологии, их содержание, механизм, взаимосвязь и закономерности последовательно в технологическом, теоретическом и инженерном аспектах.
Использование холода в технологических процессах консервирования и переработки продуктов животного и растительного происхождения черзвычайно велико. По существу продукт, влажность которого превышает 12... 15% (а это практически почти все сырье и продукты животного и растительного происхождения), нуждается в холоде на всех этапах — от момента сбора до момента потребления. При этом температурные режимы определяются как функция свойств продукта, сезонности его получения, продолжительности хранения и назначения (торговля, промышленная переработка и т. п.).
Многообразие процессов отражает прежде всего специфические свойства объектов, однако все процессы холодильной технологии можно подразделить на две группы — основные и производные (рис. 1.1).
Основные процессы. 1. Охлаждение. 2. Замораживание. 3. Хранение (холодильное). 4. Размораживание. 5. Отепление.
Производные процессы. 1. Сублимационная сушка. 2. Холодная сушка. 9. Криоконцентрирование. 4. Криоизмельчение. 5. Криоразделение и др.
|
|
|
Число основных процессов четко определено и является неизменным, число производных процессов будет постепенно возрастать.
Основные процессы — это процессы обязательные, без которых невозможно обеспечение населения пищевым рационом. Сюда входят охлаждение и хранение в охлажденном состоянии, т.е. в условиях выше криоскопической температуры. Подобное хранение способствует сохранению исходного внешнего состояния продукта в течение сроков, зависящих от свойств продукта, однако сохранность качества обеспечивается непродолжительностью хранения (от нескольких дней до нескольких недель для большинства- продуктов).. Сюда входят также замораживание и хранение в замороженном состоянии, отличающееся способностью обеспечить сохранение практически любой продукции в течение многих месяцев (в некоторых случаях год и более). В эту же группу входят процессы восстановления первоначального состояния — процессы размораживания и отепления.
Производные процессы — это процессы, в которых холод используется в качестве основы для переработки, изменения формы, вида и свойств пищевых продуктов.
Многие из этих процессов были созданы давно, но практически реализованы лишь в последние годы. К ним относятся: 1) сублимационная сушка (иногда ее называют лиофильной сушкой), т.е. сушка при замороженном состоянии продукта, в результате которой последний сохраняет практически все свои исходные свойства (удаляется только влага), его первоначальное качество может сохраняться в течение ряда лет и быстро восстанавливаться;
2) холодная сушка, протекающая при низких плюсовых температурах; 3) криоконцентрирование, обеспечивающее обезвоживание жидких продуктов (соки, экстракты и т. п.); 4) криоизмельчение, протекающее при субкриогидратных температурах (-50...-190°C), когда продукт перешел в хрупкое состояние и может быть измельчен до любого заданного размера (даже до сотой доли миллиметра); 5) криоразделение, позволяющее фракционировать, разделять частицы различных размеров, слипающихся при плюсовых температурах.
Перечисленные производные процессы лишь начинают внедряться (сублимация в наибольшей степени, остальные лишь готовятся и испытываются), но в будущем по мере развития техники они будут применяться все более широко. Возникнут новые методы обработки, в частности такие, которые позволят влиять на биологические свойства продуктов, обеспечивая их изменение в требуемом направлении (в частности, при консервировании и переработке эндокринно-ферментного сырья, семенного фонда и т. п.).
Данное учебное пособие построено в расчете на то, чтобы осветить все стороны холодильного воздействия на продукты и ответную реакцию продуктов на это воздействие. Считая нецелесообразным рассмотрение в учебном пособии конструкций конкретного оборудования (независимо от уровня его технического совершенства и широты использования в промышленности), мы будем использовать лишь принципиальные схемы.
Глава 1
СВОЙСТВА ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ КАК ОБЪЕКТОВ КОНСЕРВИРОВАНИЯ
|
|
|
