Сырье, его классификация, полуфабрикаты и готовые изделия пищевых производств.
При производстве пищевых продуктов используют различные виды сырья. Сырье может классифицироваться по происхождению: растительного и животного происхождения. Растительное сырье может классифицировать по содержанию влаги. К сухому сырью относятся зерно, мука, сахар; к сочному сырью относятся свекла, картофель, плоды и овощи; жидкое сырье, к которому относятся вода, растительные масла, соки, сиропы, патока.
Растительное сырье можно классифицировать по преобладанию какого-либо химического вещества:
углеводсодержащие: зерно, мука, картофель, свекла;
масличные: семена масличных культур, плоды оливкового дерева, растительные масла;
эфиромасличные: семена эфиромасличных растений, лепестки роз;
белковые: семена бобовых.
Все виды сырья, применяемые в пищевой технологии, являются продуктами биологического происхождения, основную массу которых составляют органические вещества. Почти все органические вещества, из которых сконструированы живые организмы, проявляют биологическую активность, т.е. являются биоорганизмами. Биоорганизмы – это открытые системы, они обмениваются веществом и энергией с окружающей средой.
Большинство молекул биосистем построены из атомов соединенных друг с другом и с атомами кислорода, водорода, азота. Биосистемы состоят из мономерных субъединиц, как правило, одних и тех же живых существ.
Основные группы этих молекул представлены сахарами, жирными кислотами, аминокислотами и нуклеотидами.
Сахара служат важнейшим источником энергии для клеток и запасают ее. Образуя резервные полисахариды.
Жирные кислоты, как и сахара имеют важное значение для запаса энергии, но самая главная функция – образование клеточных мембран.
Аминокислоты способны выстраивать полимеры (молекулы белков), которые разнообразны и многофункциональны.
Нуклеотиды участвуют во внутриклеточной передач сигналов, играют центральную роль в переносе энергии и являются субъединицами информационных белков (РНК и ДНК).
Живые клетки в высшей степени упорядочены, причем поддержание такого состояния необходимо им для роста и выживания. Это возможно благодаря постоянному вводу энергии, часть которой выделяется клетками в окружающую среду в виде тепла. Первичный источник энергии для клеток является энергия солнца. В зеленых растениях под его воздействием образуются органические молекулы.
Классификация основных процессов, протекающих при производстве пищевых продуктов
Процессы
Механические, гидромеханические
Химические
Коллоидные
Тепловые
Биохимические
Массообменные
Микробиологические
1. Механические и гидромеханические процессы – процессы, связанные с разделением неоднородных систем. Неоднородными называют системы, образованные двумя или большим числом фаз, которые взаимно нерастворимы друг в друге. Неоднородные системы обладают различной степенью устойчивости и могут быть, как правило, разделены под действием механических сил.
Механическими могут быть:
Осаждение в поле гравитации (отстаивание) под действием сил тяжести широко используется в различных отраслях промышленности для разделения суспензий, эмульсий, дымов и пылей. Отстаивание осуществляется в гравитационных отстойниках. Для всех гравитационных отстойников характерны громоздкость и длительное пребывание суспензии в аппарате. Например, отстойники для очистки сатурационного сока на сахарных заводах имеют диаметр 4-5 м при высоте 4-6,5 м. Время пребывания сока в таких аппаратах около 1,5 ч. Это связано с малой скоростью осаждения, которая зависит от многих факторов, в первую очередь от вязкости жидкости и размера осаждаемых частиц. Для того чтобы уменьшить вязкость, суспензию перед отстаиванием нагревают, а для увеличения размера частиц прибегают к коагуляции – объединению нескольких частиц в одну за счет добавления коагулянтов. В качестве коагулянтов используют растворимые в воде соли (электролиты), которые, гидролизуясь, образуют хлопьевидные гидраты окислов металлов, способствующие слипанию частиц.
Другим методом агрегатирования мелких частиц является флокуляция – добавление в суспензию небольшого количества вещества, которое, адсорбируясь на поверхности твердых частиц в суспензии, приводит к их слипанию между собой.
Осаждение в поле центробежных сил, осуществляется на центрифугах. Применение центробежной силы существенно увеличивает движущую силу процесса. Этот способ применяется для разделения тонких суспензий, а также эмульсий.
Фильтрование – это процесс разделения неоднородных систем за счет пропускания их через фильтрующую перегородку. В качестве движущей силы могут использоваться силы тяжести, разность давлений по разные стороны фильтрующей перегородки и центробежные силы. Фильтрующие перегородки состоят из материалов, обладающих высокой пористостью, но размеры пор должны быть меньше, чем размеры задерживающих частиц. Основными требованиями к материалам перегородок является химическая стойкость по отношению к фильтровальным смесям, прочность и долговечность. Их выполняют из фильтровальных картонок, хлопчатобумажных и шерстяных тканей, синтетических тканей, капрона. Фильтром с намывным слоем используют порошкообразные инертные материалы: мель, кизельгур, диатомины, целлюлоза.
2. Тепловые процессы. К ним относят: нагревание, охлаждение, выпаривание и конденсацию.
Известно три способа переноса теплоты: за счет теплопроводности, конвекции и радиации.
Теплопроводность – это перенос теплоты внутри твердого тела, неподвижной жидкости или газа.
Конвекция – перенос теплоты в движущейся жидкости за счет перемешивания.
Радиация – это перенос теплоты излучением.