Вход

Теоритические основы физических процессов обработки пищевыв продуктов переменным током.

Рекомендуемая категория для самостоятельной подготовки:
Курсовая работа*
Код 145540
Дата создания 2007
Страниц 41
Источников 16
Мы сможем обработать ваш заказ (!) 29 марта в 12:00 [мск]
Файлы будут доступны для скачивания только после обработки заказа.
2 000руб.
КУПИТЬ

Содержание

Введение
Глава 1. Общие положения
Глава 2. Электрофизические свойства пищевых продуктов
Глава 3. Методы определения электрофизических свойств пищевых продуктов
3.1. Мостовые методы
3.2. Резонансные методы
3.3. Измерение электропроводности
Глава 4. Электростатическое поле и звуковые частоты
Глава 5. Глубина проникновения переменного магнитного поля в пищевые подукты
Заключение
Список литературы
Приложение

Фрагмент работы для ознакомления

10, 6).
Зависимость электропроводности крови и отдельных ее компонентов крупного рогатого скота, свиней от температуры описывается уравнением
. (25)
Значения коэффициентов А, В, D приведены в табл. 4.
Определенный интерес представляет выявление связи между электропроводностью и качеством. В работе [15] такая связь прослеживается на примере хранения чеснока и моркови. Была изучена кинетика изменения электропроводности у донца зубка чеснока. Анализ зависимости относительной электропроводности чеснока от времени хранения (рис. 11) позволяет достаточно просто фиксировать его качественные показатели.
Электропроводность также может быть использована в качестве объективного показателя состояния моркови и устойчивости ее к хранению; комплексные данные электропроводности приведены в табл. 5.
Исследования, направленные на установление связей между различными показателями продукта, оказались плодотворными. Для комплексных исследований выбирали сходные для различного сырья свойства с сопоставимым временем измерения. К их числу можно отнести предельное напряжение сдвига, удельную электропроводность, относительную деформацию осевого сжатия и проницаемость ИК-энергии через слой фарша П в зависимости от степени измельчения. Для этого длиннейший мускул (от говяжьей туши) несколько раз пропускали через мясорубку с диаметром отверстий решетки 3 мм. Зависимость перечисленных показателей от кратности измельчения, которая определяет глубину обработки и влияет на форму связи влаги с фаршем, изменяя тем самым характеристики продукта, приведена на рис. 12.
Гистологические срезы фарша отличаются постепенным исчезновением исчерченности при увеличении степени измельчения. Также увеличивается количество аморфной массы фарша. В исходном образце отчетливо заметны ядра, затем они встречаются все реже. Жировые клетки исчезают, превращаясь в довольно крупные (до 0,025 мм2) капли. Соединительная ткань не претерпевает существенных изменений и представляет собой рыхлые включения в аморфной массе и в обрывках мышечной ткани. К концу измельчения фарш представляет собой сравнительно гомогенную систему.
С увеличением степени измельчения растет физическая поверхность частиц, что приводит к увеличению связанной воды. Невысокая степень измельчения незначительно изменяет показатели системы. Поскольку содержание влаги в фарше ограниченно и ее связываемость зависит от поверхности частиц, следует ожидать, что при достижении критической поверхности численные значения свойств фарша, зависящие от формы связи влаги, станут инвариантны. При этом достижение инвариантности зависит от вида диспергирующей машины и массовой доли влаги в продукте.
Как видно из рис. 12, критические точки приходятся на кратность в области 9 (n = 9). При увеличении степени измельчения темп изменения свойств замедляется. Микросрезы для 16-кратного измельчения имеют аморфную структуру, хотя и сохраняют отдельные мышечные волокна. При куттеровании общая картина изменения свойств имеет сходный характер. Однако в этом случае удается получить более глубокую деструкцию всех тканей мяса, а при большой длительности процесса фарш превращается в аморфную массу, содержащую большое количество мелких воздушных пузырьков.
Аналогичная картина наблюдается при исследовании изменения комплекса физических свойств фарша русских сосисок в зависимости от времени его куттерования (рис. 13).
При сопоставлении результатов исследований температурных изменений электропроводности и термообработки фарша в форме обнаружено, что температура в области 50 °С является критической, т.е. при ней изменяются тепловые и электрофизические свойства фарша.
Таким образом, очевидно, что удельная электропроводность является чувствительной характеристикой фарша. Зависимость ее от длительности куттерования имеет несколько экстремальных значений. При температуре начала интенсивной денатурации белков (около 50 °С) наблюдается излом кривой зависимости электропроводности от температуры. Для объективной оценки процесса куттерования наряду с другими методами целесообразно использовать метод непрерывного измерения электропроводности фарша.
Для ведения процесса электроплазмолитической обработки сычугов с целью ускорения экстракции сычужного фермента необходимо определить зависимость удельной электропроводности сычугов от ряда показателей. Установлено, что удельная электропроводность при повышении давления достигает максимального значения при 2,5-105 Па. Дальнейшее увеличение давления не влияет на ее величину. С повышением степени измельчения сычуга удельная электропроводность увеличивается (рис. 14). Удельная электропроводность для сычуга I сорта выше, чем для сычугов II и III сортов, что объясняется более высоким содержанием жира.
Влага во многом предопределяет абсолютные значения электропроводности. На рис. 15 показана зависимость удельной электропроводности нежирного творога от массовой доли влаги при температуре 30°С, измеренная при частоте 5 кГц.
Проводимость мышечных тканей зависит от состояния их физико-химической структуры и видовых особенностей. На рис. 16, а показан график, характеризующий изменение сопротивления мышечной ткани различных рыб в процессе хранения при 0°С. В зависимости от вида рыбы скорость изменения показателя различна. Это подтверждается также изменением биоэлектрического потенциала (см. рис. 16, б), снятого у тех же рыб.
Надо заметить, что обезвоживание коренным образом меняет электрофизические свойства объекта. Для обезвоженных белков и полипептидов удельное сопротивление сильно зависит от температуры. Так, для обезвоженного белка эта величина при температуре 127 °С составляет 109 Ом·м, а при комнатной температуре - 1016 Ом·м. Ниже приведены удельные сопротивления (в Ом·м) некоторых обезвоженных белков и полипептидов при температуре 127 °С.
Глава 5. Глубина проникновения переменного магнитного поля в пищевые подукты
Электромагнитное поле проникает в продукт на значительную глубину. Глубина проникновения Δ зависит от электрофизических свойств продукта, параметров электромагнитного поля и представляет собой расстояние от поверхности образца по нормали к центру продукта, на протяжении которого мощность внутренних источников теплоты уменьшается в е раз. Иногда глубину проникновения указывают для случаев половинного снижения мощности (на 50%, или в 2 раза).
При постоянной частоте электромагнитного поля глубина его проникновения зависит в основном от диэлектрических констант и проводимости среды.
В работе [16] приведены данные о глубине проникновения электромагнитного поля в биологические среды, условно разделенные на две группы: с высоким содержанием воды (мышечная ткань, почки, печень, кожа и т.п.) и с низким содержанием воды (кости, жировая ткань и т.п.).
Следует отметить, что данные о глубине проникновения у различных авторов отличаются в 1,5-2 раза от средних, что, по-видимому, объясняется наличием сведений для случая снижения энергии в е раз, в 1/е раз, а также в 2 раза. При этом часто не указывается, какое из значений взято за основу.
Кроме того, на величину Δ большое влияние оказывает проводимость материала, данные о которой имеют иногда большой разброс, а также методика эксперимента и приборы, используемые при исследовании. Поэтому сведения о значении Δ следует использовать в качестве ориентировочных. Способы измерения Δ приводятся в специальной литературе.
Данные о проникновении СВЧ-поля в различные пищевые продукты приведены в табл. 6.
При тепловой обработке в СВЧ-поле с увеличением температуры образца и глубины проникновения поля наружные слои могут перегреваться, что ведет к нарушению технологии тепловой обработки. Например, при высокочастотном нагреве (f = 2450 МГц) мышечной ткани говядины глубина проникновения поля в начальный момент составляет 11-13 мм с любой стороны образца. Через 2 мин эта величина возрастает до 16-20 мм, т.е. передний фронт поля передвигается со скоростью 5-6 мм/мин. Для предупреждения перегрева наружных слоев и уменьшения продолжительности тепловой обработки толщину образца следует ограничить до (2,5-3)Δ. Если же коэффициент поглощения образца мал, то глубина проникновения поля настолько велика, что температура внутренних слоев выше наружных и перегрев образца происходит изнутри (для хлебобулочных изделий).
Изменение значения Δ при повышении температуры пищевых продуктов носит сложный характер, что особенно заметно при наличии фазовых переходов.
Заключение
Использование современных технических средств и методов нагрева позволяет при необходимости сократить до нескольких минут продолжительность термообработки практически независимо от геометрических размеров изделий при приемлемой экономичности производства.
Для качественного приготовления пищи в СВЧ-печах необходимо использовать посуду, позволяющую избегать перегрева и подсушивания отдельных зон обрабатываемых изделий и получать при необходимости корочку поджаривания на поверхности изделий и т.д.
Расчетные и экспериментальные данные говорят о достаточно малой вероятности специфического деструктивного воздействия СВЧ электромагнитного поля на белки и составляющие их аминокислоты. Значительное несовпадение энергии квант: СВЧ- (тем более ВЧ) излучения используемых в пищевой промышленности частот (915 и 2400 МГц) и первого потенциала ионизации практически исключает возможность резонансного поглощения его молекулами аминокислот. Поскольку энергетические уровни вращательных переходов молекул лежат в области частот, в 1000 раз более высоких, вероятность колебательного возбуждения молекул также ничтожно мала.
Преимущества объемного нагрева с его возможностями быстрого достижения высоких температур при ограниченной продолжительности воздействия хорошо реализуются для большинства пищевых продуктов, особенно для мяса и птицы, готовность которых определяется, прежде всего, денатурацией белков мышечной ткани.
Соблюдение данного условия позволяет в большинстве случаев получить продукт высокой пищевой и биологической ценности, о чем свидетельствуют многочисленные экспериментальные данные последних лет.
Список литературы
Старчеус П.А. Диэлектрические характеристики проса //Известия вузов. Пищевая технология. - 1977. - № 6. - С. 105-107.
Девятков Н.Д. Успехи физических наук. - 1973. - 110, вып. 3. - 453 с.
Влияние электромагнитных полей малой интенсивности на микроорганизмы // Известия вузов. Пищевая технология. - 1976. - № 1. - С. 77-79.
Gгant E.H., Shеррагd R.J., Sоuth G.P. Dielectic behaviour of biological molecules in solution. Clarandon press - Oxford. - 1978.
Деревянно А.И., Сперкач В.С, Куриленко О.Д. // Коллоидный журнал. - 1975. - № 2. - Т. XXXVII. - 365 с.
Старчеус П.А., Кузембаев К.С. Определение связанной влаги в пшене по его диэлектрическим характеристикам // Известия вузов. Пищевая технология. - 1977. - № 2. - С. 167-168.
Методы измерения в электрохимии / Под ред. Э. Егера, М. Залкинда. - М.: Мир, 1977, Т. 2. - 475 с.
Рогов И.А., Горбатов А. В. Физические методы обработки пище вых продуктов. — М.: Пищевая промышленность. 1974, 583 с.
Нетушил А.В., Жуковицкий Б.Я., Кудин В.Н. Высокочастотный нагрев в электрическом поле. - М.: Высшая школа, 1961. - 146 с.
Брандт А.А. Исследование диэлектриков на сверхвысоких частотах. - М.: Гос. изд-во физ.-мат. литературы, 1963. - 403 с.
Влияние электромагнитных полей малой интенсивности на микроорганизмы // Известия вузов. Пищевая технология. - 1976. - № 1. - С. 77-79.
Рогов И.А., Бабакин Б.С, Илюхин В.В. Исследование электропроводности компонентов мясокостного сырья при субкриоскопических температурах // Мясная индустрия СССР. - 1980. - № II. - С. 31-32.
Илюхин В.С, Ермаков Ю.С. Электрофизические свойства компонентов мясокостного сырья при низких температурах // Мясная индустрия СССР. - 1987. - № 4. - С. 37-39.
Дущенко В.П., Романовский И.А. В сб. Исследование тепло- и массообмена в технологических процессах и аппаратах. - Минск: Наука и техника. - 1966. - С. 48.
Сагдуллаев X., Жучков А.В., Чернышев В.Н. Характеристика качества чеснока при холодильном хранении по электрофизическим показателям // Холодильная техника. - 1978. - № 9. - С. 46-48.
Павлов И.С. Активные потери пищевых продуктов. - М.: ГОСИНТИ, 1958. - С. 43-49.
Приложение
(таблицы)
Таблица 1.
Классификация электромагнитного излучения.
Таблица 2.
Значения коэффициентов С и D для компонентов мясокостного сырья и льда.
Таблица 3.
Значения коэффициентов А и В для компонентов мясокостного сырья и льда.
Таблица 4.
Зависимость коэффициентов А, В, D от концентрации сухих веществ крови и ее отдельных компонентов.
Таблица 5.
Изменение физико-химических показателей моркови в процессе хранения.
Таблица 6.
Глубина проникновения ЭМП СВЧ в пищевые продукты при t = 20°С
(Рисунки)
Рис. 1. Относительная диэлектрическая проницаемость мышечной ткани.
Рис. 2. Диэлектрическая дисперсия 20%-ного раствора гемоглобина:
- , --- . - частота релаклаксации белковой молекулы; - частота релаклаксации водной молекулы.
Рис. 3. Диаграмма Коула-Коула.

Рис. 4. Частотные диапазоны, используемые при различных методах измерения электрофизических характеристик материалов:
1 - метод баллистического гальванометра; 2 - мостовые измерительные схемы; 3 - схемы с резонансными колебательными контурами; 4 - метод стоячих волн; 5 - метод, использующий коаксиальные резонаторы с торцевым зазором; 6 - метод, использующий полостные резонаторы; 7 - волноводный (коаксиальные) и оптический методы.
Рис. 5. Частотная зависимость дипольных потерь () (...), потерь проводимости (---) и общего фактора потерь (-) для 0,5 н. водного раствора NaCL при различных температурах.
Рис. 6. Зависимость диэлектрической проницаемости (а) и тангенса угла диэлектрических потерь (б) для мясо-костного сырья:
1 - мышечная ткань; 2 - жировая ткань; 3 - губчатое вещество; 4 - соединительная ткань; 5- хрящевая ткань; 6 - костная ткань.

Рис. 7. Зависимость удельного объемного сопротивления компонентов мясокостного сырья от температуры: 1 - костная ткань; 2 - вымороженные кристаллы льда; 3 - губчатое вещество; 4 - хрящевая ткань; 5 - соединительная ткань; 6 - мышечная ткань; 7 - жировая ткань; 8 - соленая мышечная ткань.
Рис. 8. Зависимость удельного объемного сопротивления от температуры: 1 - кость; 2 - мышечная ткань.
Рис. 9. Зависимость отношения удельных объемных сопротивлений кости и мышечной ткани от температуры.

Рис. 10. Зависимость электропроводности продуктов сепарирования крови убойных животных и физиологического раствора от температуры (а) и содержания сухих веществ (б): 1 - форменные элементы; 2 - кровь; 3 - плазма; 4 - физиологический раствор.
Рис. 11. Зависимость электропроводности полноценного (1), проросшего (2) и высохшего (3) чеснока от времени хранения.
Рис. 12. Зависимость электропроводности (1), предельного напряжения сдвига (3), относительно осевого сжатия (2, а) и проницаемости П (б) для ИК-излучения от степени измельчения для говядины с массовой долей влаги 76,5 % при толщине образца:
1 - δ = 1 мм; 2 - δ = 1,5 мм; 3 - δ = 2 мм; 4 - δ = 2,5 мм.

Рис. 13. Зависимость электропроводности фарша и времени куттерования от массовой доли влаги:
1 и 2 - кривые зависимости электропроводности и времени куттерования, при котором электропроводность достигает экстремума, от массовой доли влаги соответственно для куттера большой и малой модели; 3 и 4 - кривые изменения экстремальных значений электропроводности соответственно для куттера большой и малой модели; 5 и 6 - кривые изменения электропроводности в зависимости от массовой доли влаги фарша, найденной при оптимальном времени куттерования соответственно по липкости и предельному напряжению сдвига.
Рис. 14. Зависимость удельной электропроводности сычуга от температуры и величины поверхности при постоянном давлении ( Па).
Рис. 15. Зависимость удельной электропроводности нежирного творога от массовой доли влаги при t = 30°С.

Рис. 16. Изменения электрофизических показателей тканей рыб в процессе хранения:
а - сопротивление; 1 - хранение при 0°С; 2 - хранение при минус 2 - минус 2,5°С;
3 - то же, с предварительным подмораживанием при минус 23 - минус 25°С; б - биоэлектрический потенциал (t = 0°С): 1 - карась; 2 - карп; 3 - судак.
2

Список литературы [ всего 16]

1.Старчеус П.А. Диэлектрические характеристики проса //Известия ву-зов. Пищевая технология. - 1977. - № 6. - С. 105-107.
2.Девятков Н.Д. Успехи физических наук. - 1973. - 110, вып. 3. - 453 с.
3.Влияние электромагнитных полей малой интенсивности на микроорга-низмы // Известия вузов. Пищевая технология. - 1976. - № 1. - С. 77-79.
4.Gгant E.H., Shеррагd R.J., Sоuth G.P. Dielectic behaviour of biological molecules in solution. Clarandon press - Oxford. - 1978.
5.Деревянно А.И., Сперкач В.С, Куриленко О.Д. // Коллоидный журнал. - 1975. - № 2. - Т. XXXVII. - 365 с.
6.Старчеус П.А., Кузембаев К.С. Определение связанной влаги в пшене по его диэлектрическим характеристикам // Известия вузов. Пищевая техно-логия. - 1977. - № 2. - С. 167-168.
7.Методы измерения в электрохимии / Под ред. Э. Егера, М. Залкинда. - М.: Мир, 1977, Т. 2. - 475 с.
8.Рогов И.А., Горбатов А. В. Физические методы обработки пище¬
вых продуктов. — М.: Пищевая промышленность. 1974, 583 с.
9.Нетушил А.В., Жуковицкий Б.Я., Кудин В.Н. Высокочастотный нагрев в электрическом поле. - М.: Высшая школа, 1961. - 146 с.
10.Брандт А.А. Исследование диэлектриков на сверхвысоких частотах. - М.: Гос. изд-во физ.-мат. литературы, 1963. - 403 с.
11.Влияние электромагнитных полей малой интенсивности на микроорга-низмы // Известия вузов. Пищевая технология. - 1976. - № 1. - С. 77-79.
12.Рогов И.А., Бабакин Б.С, Илюхин В.В. Исследование электропроводно-сти компонентов мясокостного сырья при субкриоскопических температурах // Мясная индустрия СССР. - 1980. - № II. - С. 31-32.
13.Илюхин В.С, Ермаков Ю.С. Электрофизические свойства компонентов мясокостного сырья при низких температурах // Мясная индустрия СССР. - 1987. - № 4. - С. 37-39.
14.Дущенко В.П., Романовский И.А. В сб. Исследование тепло- и массо-обмена в технологических процессах и аппаратах. - Минск: Наука и техника. - 1966. - С. 48.
15.Сагдуллаев X., Жучков А.В., Чернышев В.Н. Характеристика качества чеснока при холодильном хранении по электрофизическим показателям // Холодильная техника. - 1978. - № 9. - С. 46-48.
16.Павлов И.С. Активные потери пищевых продуктов. - М.: ГОСИНТИ, 1958. - С. 43-49.

Очень похожие работы
Пожалуйста, внимательно изучайте содержание и фрагменты работы. Деньги за приобретённые готовые работы по причине несоответствия данной работы вашим требованиям или её уникальности не возвращаются.
* Категория работы носит оценочный характер в соответствии с качественными и количественными параметрами предоставляемого материала. Данный материал ни целиком, ни любая из его частей не является готовым научным трудом, выпускной квалификационной работой, научным докладом или иной работой, предусмотренной государственной системой научной аттестации или необходимой для прохождения промежуточной или итоговой аттестации. Данный материал представляет собой субъективный результат обработки, структурирования и форматирования собранной его автором информации и предназначен, прежде всего, для использования в качестве источника для самостоятельной подготовки работы указанной тематики.
bmt: 0.0052
© Рефератбанк, 2002 - 2024