Здесь можно найти образцы любых учебных материалов, т.е. получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


реферат Высокочастотные методы обработки пищевых продуктов

Информация:

Тип работы: реферат. Добавлен: 18.11.2012. Сдан: 2012. Страниц: 11. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


?МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
 
 
 
 
 
 
РЕФЕРАТ
по дисциплине:
на тему: «Высокочастотные методы обработки пищевых продуктов»
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ставрополь, 2011
1.      Общие понятия методов обработки пищевых продуктов
 
Главной задачей, стоящей перед отраслями пищевой промышленности, в том числе мясной, является удовлетворение спроса населения продуктами питания.
Решить данную проблему возможно:
- путем увеличения количества вырабатываемой продукции и сокращения потерь сырья на стадиях переработки;
- путем совершенствования процессов переработки самого сырья.
В области переработки сырья решить проблему увеличения качества продукции можно путем:
- уменьшения потерь сырья;
- увеличения выхода готовой продукции;
- повышения биологической ценности продуктов;
- сокращения длительности технологических процессов и др.
Однако реализовать эти возможности в полной мере на основе традиционных методов обработки пищевых продуктов либо чрезвычайно затруднительно, либо совсем невозможно. Это связано с тем, что традиционно используемые методы в своем развитии достигли совершенства, что является первопричиной необходимости поиска новых эффективных методов обработки.
Так, например, для тепловых процессов, как то размораживание, варка, бланшировка, стерилизация и др., определяющим параметром является разность температур, увеличение которой при обработке пищевых продуктов не может быть бесконечным, так как в области высоких температур продукты подвергаются значительным изменениям, таким как потеря биологической ценности, низкий выход (потеря влаги) и т.д.
Следующей причиной является ограниченность запасов традиционных видов топлива (угля, нефти, газа), которые являются пока основными источниками энергии для большинства технологических процессов (получение пара, горячей воды и т.д.), а также переход отраслей народного хозяйства на новый вид источника энергии – электрическую энергию.
Последняя причина является более важной, она заставляет искать новые пути решения в области переработки пищевого сырья.
В настоящее время баланс выработки различных видов энергии представляет собой следующее:
- 80 % энергии идет на получение промышленной и бытовой;
- 20 % - только для получения электрической энергии.
При этом в качестве основных источников для получения этих энергий используется уголь, нефть, природный газ, незначительная доля торфа, а также электрическая энергия на атомных и гидростанциях и др.
Резкое увеличение объемов потребления нефти, газа, угля привело к истощению их запасов. И в настоящее время разведанных запасов нефти, газа хватит всего на несколько десятилетий, а угля на сто лет.
Следовательно, объективным фактором является то, что в технологических процессах производства более широкое применение будет находить электрическая энергия и способы, которые основаны на использовании электрической энергии.
Под электротехнологией принято понимать обработку пищевых материалов (продуктов) в электрическом, магнитном, электромагнитном полях, электрическим током, электрическими зарядами и т.д., основанную на использовании электромагнитных и оптических свойств этих материалов.
Пищевое сырье, продукты, в том числе мясо, по своей физической природе обладают определенными электрофизическими свойствами:
- электропроводимостью;
- диэлектрической и магнитной проницаемостью;
- оптическими характеристиками.
Эти свойства проявляются при воздействии на материал (вещество) электрическим, магнитным и электромагнитным полями.
В результате этих воздействий происходят изменения в состоянии электрических зарядов данной среды, что приводит к выделению теплоты в веществе и одновременно к изменению физических и химических свойств.
Электротехнологию принципиально отличает то, что электричество используется непосредственно в технологических процессах для обработки продуктов, исключая какие бы то ни было превращения.
Возможность применения электрической энергии в различных ее формах позволило создать принципиально новые, так называемые электрофизические методы для обработки пищевых продуктов, такие как:
- обработка пищевых продуктов в электростатическом поле;
- обработка пищевых продуктов электрическим током промышленной частоты, токами высокой частоты;
- обработка пищевых продуктов в электромагнитном поле токами высокой и сверхвысокой частоты.
Новые электрофизические методы обработки пищевых продуктов обладают рядом преимуществ:
1.      Сокращается длительность технологических процессов в 5-60 раз.
2.      Повышается производительность труда.
3.      Сохраняется пищевая ценность продукта.
4.      Осуществляется высокое бактерицидное действие обработки.
5.      Снижаются тепловые потери в окружающую среду.
6.      Возможна автоматизация технологического процесса.
7.      Происходит безинерционность работы оборудования.
8.      Имеют высокий КПД использования энергии.
9.      Улучшаются санитарно-гигиенические условия производства.
10. Снижаются производственные затраты на 20-40 %.
Недостатками являются:
1.      Требование повышенной энергобезопасности оборудования.
2.      Трудность проведения дозиметрического контроля за уровнем облучения.
3.      Возможность возникновения температурной неоднородности внутри продукта при нагреве.
4.      Наличие квалифицированного персонала.
Многообразие новых методов обработки потребовало и их системности, упорядочения, что позволило бы их рассматривать во взаимосвязи.
 
2.      Теоретические основы высокочастотного и сверхчастотного методов нагрева
 
Высокочастотный (ВЧ) и сверхвысокочастотный (СВЧ) нагрев пищевых продуктов позволяет значительно интенсифицировать термические процессы.
Процесс трансформации энергии электромагнитного поля высокой или сверхвысокой частоты в теплоту принято называть диэлектрическим нагревом или ВЧ (СВЧ)-нагревом.
Большинство пищевых продуктов и сред представляют собой с электрофизической точки зрения несовершенные диэлектрики. Они, как правило, имеют достаточно высокую диэлектрическую проницаемость и низкую электропроводность, обусловленную, как правило, свободными ионами вещества. Такие продукты и среды способны подвергаться диэлектрическому нагреву, который основан на смещении зарядов и связанных с ними молекул (поляризации) при воздействии на вещество (продукт) переменного элетромагнитного поля. При этом на перемещение заряженных частиц затрачивается работа, которая из-за наличия внутреннего межмолекулярного трения превращается в теплоту.
В веществе (продукте) может возникать несколько видов поляризации: электронная, атомная, дипольная.
Электронная поляризация выражается относительным смещением среднего положения электронов относительно среднего положения атома.
Ионная (атомная) поляризация вызывается смещением положительных и отрицательных ионов в материале.
Дипольная поляризация обусловлена наличием постоянных диполей (полярных молекул) вещества, которые в результате воздействия поля могут поворачиваться из случайных направлений в направление поля, вызывая тем самым поляризацию вследствие ориентации постоянных диполей.
Величина полной поляризации диэлектрика определяется суммарным эффектом всех перечисленных видов поляризации и обуславливает его диэлектрическую проницаемость.
Тепловую энергию, выделяемую в единице объема вещества в результате диэлектрического нагрева, принято характеризовать удельной мощностью (Руд, Вт/м3), которая согласно закону Джоуля-Ленца определяется по формуле:
 
Руд = 0,556 · 10-10 · ?' · tg? · f · Е2,
 
где ?'- относительная диэлектрическая проницаемость вещества;
Е - напряженность электрического поля в рассматриваемом объеме вещества, В/м;
? - угол диэлектрических потерь;
f - частота, Гц.
 
В соответствии с международным соглашением для промышленного применения разрешено использовать только отдельные участки                                   СВЧ-диапазона волн (900±15 МГц и 2400±50 МГц). Поэтому СВЧ-аппараты используют только эти частоты.
Эффект объемного нагрева при тепловой обработке пищевых продуктов в переменном электромагнитном поле достигается благодаря проникновению поля в продукт на значительную глубину.
Под глубиной проникновения электромагнитного поля в продукт (среду) подразумевается расстояние ? (м) от поверхности продукта внутрь, на котором мощность внутренних источников теплоты уменьшается в е раз и которое определяется по формуле:
 
? = 9,55 · 1011 / (f · (?')1/2 · tg?).
 
Существенный технологический результат при использовании токов ВЧ- и СВЧ-обработки можно получить для ряда процессов, среди которых основное место занимают тепловые и массообменные (нагрев, стерилизация, размораживание, сушка, пастеризация).
Применение СВЧ-нагрева позволяет значительно интенсифицировать технологические процессы пищевых производств, связанные с нагревом продукции, а также разработать их новые виды, особенно комбинируя     СВЧ-нагрев с традиционными способами энергоподвода, таким как варка, сушка, стерилизация, пастеризация, размораживание, сублимация и т.д.   СВЧ-нагрев позволяет реализовать безотходные и энергосберегающие технологии, значительно увеличить выпуск готовой продукции без больших капитальных затрат, улучшить санитарно-гигиенические условия труда.
В пищевой промышленности важным и трудоемким процессом является размораживание продуктов. Использование диэлектрического нагрева позволяет резко сократить продолжительность размораживания, а также улучшить качественные показатели продукции.
Преимущества метода следующие:
- относительно короткое время размораживания;
- отсутствие повышенной температуры на поверхности продукта;
- отсутствие роста бактерий;
- потери сока при нагревании мяса на порции незначительные (менее 1 %);
- длительность размораживания не зависит от толщины блоков (при      ВЧ-нагреве);
- незначительная занимаемая площадь.
Вследствие кратковременности размораживания микробиальная обсемененность мяса после СВЧ-нагрева на порядок ниже, чем у сырья, размороженного в воздушной среде. Оценка санитарного состояния фарша показала, что микробное число опытных партий мяса на 30-40 % меньше, чем у контрольных. Таким образом, вареные колбасы, изготовленные из мяса, темперированного СВЧ-энергией, будут более устойчивы к хранению.
Доказано, что СВЧ-поле в отношении микрофлоры обладает бактерицидным и бактериостатическим действием. Было показано, что стерилизующий эффект СВЧ-поля явно выражен - выживаемость бактерий (кишечная палочка) после такой обработки в два и более раз меньше, чем при тепловой обработке.
В целом бактерицидный эффект при СВЧ-нагреве проявлялся значительно раньше, чем при тепловом. Бактерицидное и бактериологическое действие является результатом селективного выделения энергии на множественных границах раздела бактериальной суспензии, имеющих более высокий коэффициент потерь.
Установлено, что СВЧ-нагрев обеспечивает эффективную пастеризацию (не менее 99,5 %) мяса. Микробиологические исследования указывают на отсутствие микробов в период двухмесячного хранения, однако снижение органолептических показателей при хранении в полимерной упаковке обеспечивает сроки хранения восьмью неделями, что является значительным периодом.
Следует отметить, что СВЧ- и ВЧ-нагрев пищевых продуктов - достаточно сложная задача не только с точки зрения техники генерирования СВЧ и ВЧ, но и со стороны особенностей строения и свойств продуктов. Удельная мощность рассеивания энергии в материале зависит от его электрофизичесих параметров (диэлектрическая проницаемость, проводимость), которые в свою очередь зависят от влажности и других факторов. В процессе тепловой обработки продукты подвергаются глубоким изменениям, в том числе и их диэлектрические свойства, что влияет на течение СВЧ- и ВЧ-нагрева. Особенно этот эффект заметен при размораживании мяса, когда фактор потерь лавинообразно возрастает в десятки раз, и при сушке, когда влажность уменьшается, при этом фактор диэлектрических потерь уменьшается и соответственно уменьшается выделяемая энергия. Естественно, что управлять такими процессами трудно.
Электромагнитное поле СВЧ, проникая в пищевые продукты на значительную глубину, не обеспечивает абсолютно равномерного нагрева его во всем объеме. Такая неравномерность связана со следующими причинами: падением удельной мощности, неоднородностью состава и влагосодержания, формой изделия (продукта). Рекомендуется выбирать форму обрабатываемого изделия такой, чтобы его линейные размеры хотя бы в одном измерении не превышали удвоенного значения глубины проникновения ?. В противном случае вследствие возникающего градиента температуры и избыточного давления возникают явления переноса теплоты и массы. В зависимости от этого, направление переноса может быть направленно как от периферии внутрь продукта, так и наоборот, а также менять знак в процессе СВЧ-нагрева. Векторы переноса теплоты и массы могут как совпадать по направлению, так и быть встречными. Следует также отметить, что возникающее в процессе СВЧ-нагрева внутреннее давление из-за недостаточной скорости переноса массы (т.е. влаговыделений) может привести к образованию трещин и пустот. Поэтому рекомендуется сочетать СВЧ-нагрев с другими видами тепловой обработки, позволяющими избегать указанные недостатки.
В настоящее время имеется достаточно большое количество конструкций СВЧ-аппаратов для обработки пищевых продуктов, которые можно классифицировать по ряду признаков: по мощности - малой мощности (до 1,5 КВт), средней мощности (1,5-5,0 КВт), большой мощности (5,0-10,0 КВт); по производительности - малой (5-10 кг/час), средней (15-40 кг/час), большой (от 50 кг до нескольких тонн в час); по принципу действия - периодического и непрерывного действия; по исполнению - настольные, напольные, встроенные.
Для СВЧ-термообработки используют различные агрегаты. В большинстве случаев промышленные СВЧ-устройства непрерывного действия для нагрева пищевых продуктов представлены в виде линейных конвейеров.
7
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рисунок 1 – Конвейерная СВЧ-установка с распределенным вводом
энергии в рабочую камеру: 1 - конвейерная лента; 2 - рабочая камера;     3 - ловушка; 4 - СВЧ-генератор; 5 - волновод; 6 - источник сухого воздуха (газа); 7 - щели в волноводе; 8 - продукт
 
Нагревательная камера конвейерной установки, приведен­ной на рисунке 1, образована длинным металлическим го­ризонтальным туннелем прямоугольного сечения. Длина камеры составляет 2,4 м, высота - 0,3 м и ширина - 0,45 м. С обоих концов тун­неля расположены ловушки, в которых должна затухать не поглощенная продуктом энергия. СВЧ-энергия подается в ра­бочую камеру через щелевой волновод, имеющий активную дли­ну 1,5 м. Такая система обеспечивает более равномерное рас­пределение энергии в объеме рабочей камеры и снижает макси­мальную напряженность электрического поля в камере по срав­нению со случаем сосредоточенного ввода энергии. Это очень важно при обработке продуктов с низкой электрической проч­ностью или при обработке продукта в вакууме. Форму щелей подбирают экспериментальным путем, длину щелей изменяют по длине волновода так, чтобы обеспечивалось желаемое распреде­ление энергии по длине камеры. П
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.