Контрольная работа по "Основам технологии пищевых отраслей"

6. инфракрасным излучением. 

Электрофизические методы обработки  широко применяются в самых различных  отраслях промышленности, так как  сравнительно с традиционными имеют  неоспоримые преимущества, как и  недостатки. К наиболее важным преимуществам  относятся высокая скорость процесса и компактность промышленных устройств, к недостаткам - относительная сложность  и высокая стоимость промышленных устройств . 

Обработка пищевых  продуктов инфракрасным  излучением 
 
Инфракрасное излучение используется главным образом для нагревания продукта.  
 
В отличие от кондуктивного нагрева, при нагреве инфракрасным излучением поверхность продукта остается открытой, с нее идет интенсивное испарение воды, вызывающее охлаждение поверхностных слоев. Это также дает возможность подводить к продукту интенсивный поток тепла - до тех пор, пока поверхностные слои не будут чрезмерно обезвожены. 
 
Нагрев инфракрасным излучением осуществляется следующим образом. Источник или генератор ИК-излучения нагревается от обычных источников (например, электрической энергией для светлых излучателей и тэнов, энергией сгорания газа для газовых беспламенных горелок и так далее). В результате нагрева в источнике излучения повышается общая кинетическая энергия молекул, происходит более частое их соударение, часть электронов попадает на возбужденную орбиту, при их возвращении на основную орбиту генератор вырабатывает энергию в виде электромагнитного излучения. 
 
Генерируемое электромагнитное излучение направленным потоком облучает обрабатываемый продукт. 
 
При столкновении квантов излучения с электронами в молекуле продукта они передают всю свою энергию электронам, которые вследствие этого переходят в возбужденное состояние и затем возвращаются на основную орбиту, теряя при этом избыток энергии в виде тепла, в результате чего происходит нагревание продукта. 
 
Качественное отличие ИК-нагрева от диэлектрического заключается в механизме трансформации энергии излучения в тепло. ИК-поле проникает на небольшую глубину в продукт. Глубина проникновения ИК-излучения обратно пропорциональна коэффициенту поглощения. С уменьшением длины волны глубина проникновения ИК-лучей увеличивается и может достигать в отдельных случаях 3-5 мм. Вследствие чего такой вид нагрева является промежуточным между поверхностным и объемным. 
 
Применение ИК-нагрева позволяет значительно сократить продолжительность процесса тепловой обработки, уменьшить металлоемкость и размеры аппаратов, автоматизировать производство, получить продукт высокого качества. 
 
При выборе излучателя учитывают целый ряд факторов - такие, как особенности технологического процесса, свойства материала, интенсивность излучения генератора, возможность импульсного облучения, экономические требования и так далее. 
 
В наиболее общем случае ИК-аппарат состоит из камеры, транспортирующего органа, ИК-излучателей, системы вентиляции, управления и автоматики. 
 
При выборе излучателя следует исходить из особенностей обрабатываемого материала. При этом особенное значение имеют оптические свойства обрабатываемого материала. 
 
Под оптическими свойствами материала понимают его пропускательную, поглащательную и отражательную способность.  
 
Оптические свойства материала зависят от многих факторов, в том числе от структуры материала, содержания в нем влаги и доли её связи с материалом, состояния и цвета поверхности продукта. 
 
Пищевые продукты содержат большое количество влаги с разными формами связи, что неодинаково отражается на общем спектре поглощения материала.  
 
Различают интегральные и спектральные оптические характеристики продуктов. Для практических целей в условиях конкретного излучателя и объема нагрева лучше пользоваться интегральными характеристиками, отражающими взаимодействие объема с лучистой энергией во всем используемом диапазоне длин волн. Интегральные характеристики относятся к длине волны, соответствующей максимуму излучения излучателя. 
 
Пищевые продукты в зависимости от химического состава и других показателей обладают выраженной селективностью к поглощению ИК-излучения в различных областях спектра. Поэтому источник излучения следует выбирать с учетом спектральных характеристик материала, КПД аппарата, интенсивности подвода теплоты, а также экономических показателей процесса.  
 
Как показывает опыт эксплуатации промышленных установок ИК-излучения, практически во всех случаях ИК-обработки наблюдается повышение качества и выхода готовой продукции, снижение энергетических затрат, упрощение конструкции аппарата. 
 
Нагрев продукта в оптимальных условиях, как правило, обеспечивает большой выход и лучшее качество. При этом обеспечиваются и более высокие технико-экономические показатели процесса.

СВЧ – обработка  пищевых продуктов 
 
Нагрев СВЧ-энергией является принципиально новым методом нагрева продукта в поле электромагнитного излучения. В отличие от всех других способов нагрева, при которых тепло воспринимается поверхностью продукта и проникает внутрь за счет теплопроводности, электромагнитное поле СВЧ способно проникать на значительную глубину, что позволяет осуществлять объемный нагрев независимо от теплопроводности. 
 
Приготовление кулинарных изделий осуществляется в специальных СВЧ-шкафах (печах), использующих принцип диэлектрического нагрева, при котором прогревается только помещенный в камеру продукт, как правило, без добавления воды и жира. При этом из-за потерь тепла в окружающую среду температура поверхностных слоев меньше, чем центральных, в результате чего на поверхности продукта отсутствуют специфическая корочка и колеровка.  
 
По своим органолептическим свойствам продукт, доведенный до готовности в СВЧ-аппарате, приближается к продукту, полученному в результате припускания. 
 
Основным преимуществом объемного прогрева продуктов в СВЧ-поле является быстрота приготовления пищи: время приготовления уменьшается приблизительно в 10 раз по сравнению с поверхностным нагревом и составляет для большинства блюд несколько минут. При этом сохраняются питательные вещества и значительно улучшаются вкусовые качества по сравнению с традиционным способом приготовления пищи. Исключается пригорание изделий и улучшаются санитарно-гигиенические условия труда обслуживающего персонала. СВЧ-аппарат практически безынерционен в управлении, причем при СВЧ-нагреве отсутствует холостой ход и связанные с ним потери тепла. Нагрев прекращается одновременно с прекращением подачи энергии. СВЧ-нагрев наиболее эффективен для приготовления вторых блюд, а также для разогревания замороженных готовых изделий. 
 
У пищевых продуктов, прошедших тепловую обработку в СВЧ-шкафах, отсутствует корочка, характерная для жаренья традиционным способом. Поэтому в шкафах СВЧ устанавливают ИК-излучатели, которые включают на 1-2 мин после доведения изделий до состояния кулинарной готовности. В результате такой обработки изделия приобретают специфическую корочку и колер. 

Электроконтактные методы обработки пищевых продуктов 
 
Электроконтактные методы обработки, то есть методы, осуществляемые путем непосредственного контакта электрического тока с продуктом, применяются для нагрева, электроплазмолиза растительного сырья, электрофлорации, электростимуляции мясных туш с целью ускорения созревания мяса.  
 
Сущность электроконтактного нагрева состоит в том, что электрический ток, проходя через продукт, обладающий сопротивлением, нагревает его. 
 
Для некоторых процессов без всяких опасений за электрохимические превращения можно использовать электроконтактный метод и на частоте 50 Гц. Например, при сушке табачных листьев процесс осуществляется в три фазы: разогрев продукта с незначительным удалением влаги, интенсивное испарение и фаза, характеризующаяся малыми значениями тока и небольшим испарением влаги. При поперечном прохождении тока в течение 5-6 мин можно удалить до 90% влаги. 
 
Весьма эффективным является использование электроконтактного метода нагрева для размораживания пищевых продуктов, в первую очередь мясных и рыбных блоков. 
 
Электростимуляция является разновидностью электроконтактного метода. Применение электроконтактного метода обработки для электростимуляции мясных туш с целью интенсификации процессов созревания мяса является примером эффективного использования теоретических положений в промышленной практике. 
 
В основу процесса положено известное явление механического сокращения мышечных волокон под действием электрического тока. 
 
Для проведения электростимуляции разработаны различные генераторы с регулированием частоты следования импульсов, а также формированием их формы, обеспечением полной электробезопасности процесса и другими. 
 
Аппаратурно электростимуляция может быть включена в любой участок цехов убоя в виде дискретного устройства либо в качестве непрерывно действующего оборудования технологического процесса. 
 
Хорошие результаты дают следующие параметры электростимулирования: напряжение тока 220 В, частота 50 Гц при импульсивной подаче 1:1 с продолжительностью импульса 0,5 с. 
 
Электроплазмолиз является эффективной электроконтактной обработкой растительного сырья. 
 
Основные положения плазмолитической теории указывают на следующие особенности сокоотдачи. 
 
Сокоотдача растительного сырья зависит от первоначальной степени проницаемости протоплазменной оболочки и от особенности последней противостоять внешним воздействиям в процессе предварительной обработки и прессования. 
 
Любые внешние воздействия, направленные на повреждение клеточных структур и увеличение их проницаемости, должны приводить в итоге к повышению сокоотдачи. 
 
Электроплазмолиз, в отличие от теплоплазмолиза, не вызывает разрушения клеточных стенок и поэтому исключает переход пектиновых веществ в сок, а также способствует разрыву плазменных оболочек на более крупные частицы, которые легко задерживаются клеточными стенками при извлечении сока, что положительно сказывается на выходе сока. 
 
Эффективность электроплазмолиза зависит от ряда факторов: градиента напряжения, длительности обработки, температуры и электрофизических свойств сырья. Конечный эффект электроплазмолиза не зависит от частоты электрического тока, выбор которой определяется в основном электрохимическими соображениями. 
 
Электроплазма растительной клетки при электроплазмолизе увеличивается, так как дискретность электрических свойств клетки в результате ее разрушения сглаживается. Вследствие этого значения тока при электроплазмолизе должны быть экстремальными, а максимум тока соответствует полному разрушению плазменных оболочек. 
 
Если электроплазмолиз проводится при градиенте напряжения (40 кВ/м и ниже), то жизненные функции клетки могут быть нарушены не полностью и после снятия напряжения частично восстанавливаются. Однако для полного плазмолиза в этом случае достаточно незначительного механического воздействия. Такой плазмолиз получил название коацерватного. 
 
При селективном электроплазмолизе, который имеет место при градиентах напряжения 170-200 кВ/м при экспозиции 0,001-0,002 с, температура всей массы продукта изменяется незначительно. Избирательность подогрева протоплазмы обусловлена тем, что плазменные оболочки являются основным сопротивлением ткани электрическому току. Селективный характер носит также импульсный электроплазмолиз, который протекает при высоких значениях градиента напряжения - 1400 - 1500 кВ/м при микросекундной продолжительности импульса. 
 
При импульсном электроплазмолизе разрываются протоплазменные оболочки и происходит коагуляция протоплазмы в результате приложения импульсного поля высокой напряженности. Специфика импульсного воздействия сказывается на форме разрушения живой протоплазмы клеток. При таких воздействиях протоплазма полностью распадается, в то время как при воздействии переменного тока частотой 50 Гц она может сохранять свою целостность и после гибели. 
 
Характерным для электроимпульсного плазмолиза является то, что выход сока, а следовательно, и глубина самого процесса плазмолиза в большей степени зависит от градиента напряжения и в значительно меньшей степени от энергии импульса. По-видимому, при этом происходит прямое действие электрического тока вместе с силовым воздействием на структуру протоплазмы. 
 
Конструкции электроплазмолизаторов могут быть самыми разнообразными, предназначенными для различных видов сырья и универсальными. Известны типы электроплазмолизаторов: валковый, камерный одноярусный и многоярусный, транспортерный, шнековый, центробежный, линейный, импульсный.

Электрофлотация 
 
С помощью электрофлотации можно разделить жидкие неоднородные системы. Сущность процесса состоит в разложении постоянным электрическим током воды на водород и кислород в виде очень мелких пузырьков, осаждающихся на поверхности твердой фазы и увлекающих ее вверх. Для флотации в основном используются пузырьки водорода, выделяющиеся на катоде. 
 
Пузырьки водорода, пронизывая весь объем флотируемой жидкости, вытесняют кислород, снижая тем самым уровень окислительно-восстановительного потенциала, то есть в электрофлотаторе наряду с разделением фаз происходит эффективная деаэрация продукта. 
 
Электрофлотацию используют в разных областях. 
 
Большой эффект дает электрофлотация при очистке виноградного сока. Электрофлотация не влияет на содержание инвертного сиропа, сухих, дубильных и красящих веществ, титруемую кислотность, щелочность и рН среды. 
 
Процесс очистки сточных вод протекает более благоприятно в присутствии кислорода, поэтому при электрофлотации не используют диафрагму, а толщину объекта пронизывают пузырьки кислорода и водорода, что обеспечивает определенное бактерицидное действие. 
 
Хороший эффект дает использование электрофлотации для выделения кормовых дрожжей из паточной барды. Установлено, что образующуюся пену можно использовать непосредственно для сушки. 
 
Конструктивно аппараты для электрофлотации можно разделить на следующие группы: 
 
1. аппараты с горизонтально расположенным дном и катодом и с вертикально установленным анодом;

2. аппараты с катодом, расположенным параллельно дну сосуда, имеющим рабочую поверхность, близкую сечению сосуда, что позволяет поднимающимся пузырькам водорода пронизывать всю массу обрабатываемого объекта.

20.  Технология производства молочных продуктов: жидких кисломолочных продуктов (особенности технологических процессов, виды, применяемые закваски, биотехнологические процессы при сквашивании, показатели качества продукта, контроль технологических процессов и качества готового продукта).

Кисломолочные продукты  жидкой и полужидкой консистенции можно готовить термостатным и резервуарным способами.

При термостатном способе молоко после заквашивания сразу же разливают в бутылки, банки или пакеты и помещают в термостаты для сквашивания, созревания (кефир, кумыс из коровьего молока). Готовый продукт направляют в холодильные камеры. Термостатным способом можно готовить все жидкие кисломолочные продукты.

При резервуарном способе приготовления продуктов после внесения закваски в молоко процесс сквашивания, созревания (кефира, кумыса) и охлаждения продукта осуществляется в одних и тех же емкостях большой вместимости, и только готовый, охлажденный продукт разливают в бутылки, пакеты. Резервуарным способом можно готовить ацидофилин, кефир, ацидофильно-дрожжевое молоко, ряженку, йогурт, кумыс из коровьего молока. Этот способ позволяет снизить себестоимость продукта в 1,5 раза и на 35…37% повысить производительность труда. Кроме того, при резервуарном способе изготовления кисломолочных продуктов происходит наименьшее загрязнение их посторонней микрофлорой.

Прием и сортировка молока. Ряд кисломолочных продуктов (простокваша, кумыс) можно выработать из молока многих сельскохозяйственных животных. На заводах молочной промышленности их изготовляют из коровьего молока.. Для производства кисломолочных продуктов пригодно только молоко высшего, I и II сорта.

Нормализация молока. Определенная массовая доля жира. Поэтому молоко, предназначенное для переработки, должно быть нормализовано. Нормализация производится теми же способами, которые используются и при производстве питьевого молока.

Пастеризация молока. Для приготовления всех видов простокваши, за исключением ряженки и варенца, молоко пастеризуют при температуре 92±2°С с выдержкой 2 - 8 мин или при 87±2°С в течение 10 - 15 мин.

Гомогенизация молока. Она обычно сочетается с пастеризацией. При производстве кисломолочных продуктов резервуарным способом гомогенизация молока проводится обязательно. Она является желательной и при термостатном способе, так как гомогенизация предотвращает выделение сыворотки и улучшает консистенцию продукта.

Охлаждение молока. После пастеризации и гомогенизации молоко немедленно охлаждается на охладителях до температуры заквашивания молочнокислой или кефирной. закваской.

Заквашивание молока. В охлажденное до требуемой температуры молоко вносят 3 - 5% молочнокислой закваски, количество которой зависит от вида кисломолочного продукта. Перед использованием закваску тщательно перемешивают, затем вливают, перемешивая молоко.

Сквашивание молока. Большое значение имеет температура, она должна быть оптимальной для развития соответствующих видов бактерий.

При термостатном способе получения продукта розлив в бутылки или пакеты производят сразу же после заквашивания молока; сквашивание продукта до готовности происходит в бутылках (пакетах), помещенных в термостат. Готовый продукт помещают в холодильные камеры, где он охлаждается до температуры 6±2°С и выдерживается 12… 18 ч для созревания. В этот период развиваются бактерии, придающие продукту аромат и специфический вкус, продукт приобретает плотную консистенцию в результате набухания белков.

При выработке продукта резервуарным способом сквашивание производят в двухстенных универсальных емкостях или в емкостях с термоизоляцией, что позволяет поддерживать в определенных пределах соответствующую температуру. Окончание сквашивания независимо от способа производства определяют по показателю кислотности, плотности и консистенции сгустка.

Сгусток должен быть ровным, достаточно плотным, однородным, иметь кислотность для всех видов простокваши 75 - 80°Т, для ряженки 65 - 70°Т.

Хранение охлажденных  кисломолочных продуктов. Не допускается их хранить более трех суток при температуре 6±2°С. Независимо от способа производства кефир после сквашивания охлаждают до 6 - 8°С и при этой температуре подвергают созреванию (выдержке). Слабый кефир созревает сутки, средний — до 2 суток и крепкий — 3 суток.

Реализация кисломолочных  продуктов производится магазинами, куда они доставляются при соблюдении санитарно-гигиенических требований, обусловленных соответствующими инструкциями и указаниями.

29. Технология продуктов из мяса: полукопченых колбас (подбор сырья, особенности технологии и формирования качества, контролируемые параметры в процессе производства, упаковочные материалы, характеристика и показатели качества готовых изделий).

Основным сырьем для производства колбасных изделий является доброкачественное  мясо, особенно говядина и свинина, реже баранина. Предпочтение отдается мясу с минимальным содержанием  жировой ткани и хорошей влагоудерживающей  способностью (3—4% жира и не менее 20% белка).  
 
При производстве колбасных  изделий подбирают мясо по половому и возрастному признакам, что определяет его цветовые оттенки и другие качества ассортимента, передающиеся готовому продукту. Так, для колбас сырокопченых применяют мясо быков, сарлыков, буйволов; для вареных и полукопченых колбас — мясо быков и коров; для сосисок и сарделек—мясо быков и нетелей. 

Свиное мясо добавляют  в фарш почти всех видов колбас для повышения его питательности  и калорийности.  По термическому состоянию мясо используют в следующем порядке:

для вареных колбас, сосисок, сарделек, мясных хлебов употребляют - парное (кроме баранины), остывшее, охлажденное и замороженное;

для варено-копченых колбас и сырокопченых — охлажденное и замороженное.

Нельзя использовать мясо, замороженное более одного раза и  с заметным изменением цвета и  другими органолептическими пороками. Животные жиры добавляют для придания продукту необходимой калорийности, нежности и вкуса. В основном это  шпик и курдючный жир. 

Для низших сортов вареных, полукопченых колбас, зельцев и студней  используют субпродукты (печень, легкие, мозги, головы, ножки и др.) и кровь. Для повышения вязкости и сухого остатка в колбасные рецептуры  вводят крахмал, муку, а также соевые продукты (как белковый наполнитель). Крупы добавляют в мясо-растительные колбасы. Составной частью колбас являются также поваренная соль, нитрит натрия, сахар и специи (лук, чеснок, черный, красный и душистый перец, мускатный  орех, гвоздика, корица, кардамон, тмин, лавровый лист и др.). Чтобы снизить  обсеменяемость колбас микрофлорой  через специи, их часто вносят в  виде экстрактов.