Классификация процессов пищевых производств

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УО «Белорусский государственный экономический университет»

Надин Б.Е., Петухов М.М., Смольская А.О.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Учебно-методическое пособие

Для студентов специальности 1-25 01 09

«Товароведение и экспертиза товаров»,

специализации 1-25 01 09 01 «Товароведение и экспертиза

продовольственных товаров»

Минск 2008

Составители: Надин Б.Е., кандидат химических наук, доцент кафедры товароведения продовольственных товаров, доцент,

Петухов М.М., ассистент кафедры товароведения продовольственных товаров,

Смольская А.О., ассистент кафедры товароведения продовольственных товаров.

Рецензент:доктор биологических наук, профессор С.А. Сергейчик.

Утверждено Научно-методическим советом университета

Надин Б.Е., Петухов М.М., Смольская А.О.

Производственные технологии: Методические рекомендации по изучению дисциплины. – Мн.: БГЭУ, 2008. – 111 с.

© Надин Б.Е., Петухов М.М.,

Смольская А.О., 2008

© УО «Белорусский государственный

экономический университет», 2008

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Классификация процессов пищевых производств

Гидромеханические процессы

2.1. Получение гомогенных и гетерогенных систем методами перемешивания и диспергирования

2.2. Пенообразование и псевдоожижение

2.3. Разделение гетерогенных жидкостных систем в поле силы тяжести и центробежных сил

2.4. Фильтрование

2.5. Мембранные методы разделения жидкостных систем

2.6. Разделение газовых систем (очистка газов)

Механические процессы

3.1. Измельчение материалов

3.2. Прессование

3.3. Смешивание и сортировка сыпучих и пластичных материалов

Тепловые процессы

4.1. Пастеризация

4.2. Стерилизация

4.3. Выпаривание

4.4. Варка

4.5. Жарка

4.6. Охлаждение, замораживание

4.7. Размораживание

Массообменные процессы

5.1. Теоретические основы массообменных процессов

5.2. Сорбционные процессы

5.3. Процессы экстракции и ректификации

5.4. Сушка

5.5. Кристаллизация и растворение

Нетрадиционные процессы и аппараты пищевых производств

6.1. Физические, химические, электрофизические методы обработки пищевых продуктов

6.2. Процессы с использованием электротока высокой и сверхвысокой частот

6.3. Электродиализные процессы

Содержание лабораторных работ

ВВЕДЕНИЕ

Переход к экономике инновационного типа требует повышения эффективности различных отраслей материального производства на основе достижений научно-технического прогресса. Для выполнения этой задачи необходимо тщательно изучить технологические основы производства.

Специалист торговли должен понимать научные принципы технологических процессов и применяемых аппаратов, уметь анализировать и выявлять резервы повышения эффективности производства с целью снижения расходных норм и себестоимости продукции.

Это позволит будущим специалистам-товароведам дать качественную характеристику хозяйственной деятельности предприятия и решить главную задачу – обеспечить достижение наибольшей эффективности общественного производства при наименьших затратах труда, времени, сырья и энергии.

Слово «технология» объединяет два понятия: «techne» – искусство, ремесло, техника и «logos» – учение, наука. Таким образом, слово «технология» означает учение или наука о способах и средствах переработки материала.

Современная пищевая технология базируется практически на всех фундаментальных науках. Сложные процессы, происходящие при переработке сырья в продукты питания, основаны на законах физики, теплофизики, химии, биохимии, микробиологии, механики и др. По-настоящему грамотным может быть только технолог, владеющий знаниями в этих областях науки. Технология находится в неразрывной связи с экономикой производства каждого вида продукта. Уместно вспомнить слова Д. И. Менделеева применительно к выплавке железа: «Дело химии изучать получение железа из его руды, а дело технологии изучать выгоднейшие для этого способы, выбирать из возможностей наиболее применяемую по выгодности к данным условиям времени и места, чтобы придать продукту наибольшую дешевизну при желаемых свойствах и формах». Таким образом, подчеркивается связь технологии с экономикой. Это целиком относится и к пищевым производствам. В данном случае выдвигаются требования к высокому качеству продукта. Можно сказать, что пищевая технология – это отрасль знания прикладного характера, занимающаяся изучением способов производства продуктов. Современная пищевая промышленность насчитывает несколько десятков отраслей, работающих по оригинальным схемам и на специфическом оборудовании.

Целью дисциплины «Производственные технологии» является ознакомление студентов с основами технологии производства продовольственных товаров, с прогрессивными технологиями, с перспективными направлениями развития производственных технологий.

Основными задачами дисциплины «Производственные технологии» являются:

- ознакомить с естественными процессами, лежащими в основе технологии пищевых производств;

- дать представление об устройстве и принципе действия основных аппаратов, используемых в пищевой промышленности;

- ознакомить с основами технологии важнейших пищевых производств;

- дать знания о прогрессивных технологиях, основных направлениях научно-технического развития общественного производства.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ

Понятия процессов, аппаратов, машин.Процесс – это последовательные и закономерные изменения в системе (продукте, материале), приводящие к возникновению в ней новых свойств.

С некоторым упрощением можно сделать следующие опре­деления. Под термином «машина» понимают механизм (или сочетание механизмов и вспомогательных устройств), предна­значенный для преобразования механической энергии в полез­ную работу. Например, дробилка, резательная машина.

Аппарат – это устройство или приспособление, предназна­ченное для проведения того или иного процесса. Например, варочный котел, кипятильник.

Несмотря на различие в понятиях «машина» и «аппарат», иногда они могут отождествляться. Так, в хлеборезательной машине энергия преобразуется в полезную работу, связанную с образованием кусков хлеба за счет осуществления процесса резания.

В связи с этим для упрощения терминологии в курсе «Производственные технологии» условно принято все рассматриваемые машины относить к аппаратам.

Классификация процессов. Классификация позволяет четко подразделить изучаемый предмет на отдельные разделы, объ­единяющие явления или объекты, в основе которых лежат об­щие закономерности.

Необходимость классификации процессов заключается в том, что на ее основе можно разрозненные и на первый взгляд не­связанные между собой процессы объединить в классы, группы, виды и рассматривать их на основе единых научных законо­мерностей. Это позволяет применять общие методы анализа.

Научная классификация процессов и аппаратов должна от­вечать следующим трем основным условиям:

- каждой ступени классификации должен соответствовать один определенный классификационный признак. Это означает, что классификация должна быть однозначной;

- классификация должна быть исчерпывающей, т. е. в ней необходимо охватить все возможные классификационные при­знаки;

- классификация должна быть исключающей, т. е. не должна допускать повторений.

На основании всех этих условий можно выделить три вида (системы) классификации процессов пищевых производств. Пер­вый вид классификации основан на организационно-техниче­ской структуре процессов, второй – на изменении параметров процесса во времени, третий – на кинетических закономерно­стях процессов.

Классификация по организационно-техни­ческому признаку. В соответствии с данным признаком классификации все процессы подразделяют на три класса: периодического действия, непрерывного и комбинированные.

В процессах периодического действия загрузка и выгрузка сырья осуществляются через определенные промежутки вре­мени, т. е. процесс проходит периодами.

Периодические процессы осуществляются, как правило, в одном аппарате. Примерами периодических процессов могут служить варка пищи в пищеварочных котлах, получение теста в тестомесильных машинах и т. п.

Непрерывные процессы осуществляются в проточных аппа­ратах, в которых поступление исходного сырья и выгрузка го­товой продукции осуществляются непрерывно. Все стадии непрерывного процесса происходят одновременно, но разобщены в пространстве. Это означает, что непрерывные процессы осу­ществляются, как правило, в различных аппаратах, составляю­щих единую, непрерывно действующую установку.

В качестве примеров непрерывных процессов можно назвать жарку мяса или выпечку блинов на непрерывно действующих аппаратах.

Комбинированные процессы – это такие процессы, которые на отдельных стадиях осуществляются непрерывно, а на от­дельных стадиях – периодически.

В качестве примера комбинированных процессов можно на­звать процесс производства различных изделий из теста. Пер­вая стадия – приготовление теста – осуществляется периодически, вторая стадия – выпечка изделия – может быть осуще­ствлена непрерывно.

Классификация по изменению параметров процесса во времени. Определяющими параметрами процессов пищевых производств являются температура, ско­рость, концентрация, консистенция продукта и многие другие. В зависимости от изменения этих параметров все процессы подразделяются на установившиеся (стационарные) и неуста­новившиеся (нестационарные). В установившихся процессах значения каждого из характеризующих их параметров явля­ются постоянными во времени и зависят лишь от положения данной точки системы в пространстве. В неустановившихся процессах характеризующие их пара­метры зависят не только от положения данной точки системы в пространстве, но и от времени.

Делая некоторые обобщения, можно сказать, что подавляю­щее большинство периодических процессов относятся к неуста­новившимся.

Как правило, непрерывные процессы являются стационар­ными, так как в каждый момент времени в каждой конкретной точке системы параметры процесса остаются постоянными.

Классификация по кинетическим законо­мерностям. В общем виде кинетические закономерности характеризуются следующей зависимостью: скорость процесса прямо пропорциональна движущей силе и обратно пропорцио­нальна сопротивлению.

Все процессы технологии химической, пищевой и технологии продуктов общественного питания можно подразделить на сле­дующие семь классов: гидромеханические, механические, тепловые, массообменные, химические, микробиологические и электрофизические.

К гидромеханическим процессам относятся те процессы, ко­торые протекают в жидкостных или газовых системах под внешними воздействиями. Скорость этих процессов предопреде­ляется законами гидро- и аэродинамики.

Движущей силой гидромеханических процессов является пе­репад давлений.

Механические процессы описываются законами механики твердых тел. Движущей силой механических процессов яв­ляется разность усилий в различных точках обрабатываемого объекта.

К тепловым процессам относятся процессы, скорость кото­рых подчиняется законам теплопередачи. Движущая сила теп­ловых процессов – разность температур.

Массообменные процессы, которые часто называют диффузи­онными, характеризуются переносом (переходом) одного или нескольких компонентов исходного вещества из одной фазы в другую. Например, при сушке материалов вода переходит в пар, который в свою очередь поступает в сушильный агент и окружающую среду. Движущая сила разнообразных массообменных процессов представляет собой разность концентра­ций.

Химические процессы, их еще называют реакционными, подчиняются законам химической кинетики.

Микробиологические процессы подчиняются биологическим законам жизнедеятельности микроорганизмов. Примером этих процессов могут служить процесс приготовления дрожжевого теста, процессы сквашивания молока, квашения капусты и т. д.

Электрофизические процессы протекают под воздействием электрического тока. Движущей силой этих процессов является разность потенциалов.