Физические методы обработки сырья пищевой промышленности. Программа, методические указания и контрольные задания для студентов специальности 271000 «Технология рыбы и рыбных продуктов» заочной формы обучения

Камчатский государственный технический университет

Кафедра технологии рыбных продуктов

С.А. Журавлева

ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ СЫРЬЯ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Программа, методические указания и контрольные задания для студентов специальности 271000 «Технология рыбы и рыбных продуктов» заочной формы обучения

Петропавловск-Камчатский 2005

УДК 641 ББК 36.84 Ж91

Рецензент М.В. Ефимова, доцент кафедры технологии рыбных продуктов КамчатГТУ

Журавлева С.А. Ж91

Физические методы обработки сырья пищевой промышленности. Программа, методические указания и контрольные задания для студентов специальности 271000 «Технология рыбы и рыбных продуктов» заочной формы обучения. – ПетропавловскКамчатский: КамчатГТУ, 2005. – 11 с. Методические указания составлены в соответствии с требованиями к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы подготовки специалиста по специальности 271000 «Технология рыбы и рыбных продуктов» государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования. Рекомендовано к изданию решением учебно-методического совета КамчатГТУ (протокол № 8 от 20 мая 2005 г.).

УДК 641 ББК 36.84

© КамчатГТУ, 2005 © Журавлева С.А., 2005

2

1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧА ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Дисциплина «Физические методы обработки сырья пищевой промышленности» является дисциплиной по выбору, необходимой для подготовки инженеров-технологов рыбной промышленности. Основная задача данной дисциплины – дать возможность студентам приобрести и усвоить знания по данной дисциплине, выявить области производства, экономически эффективные для применения физических методов, с учетом рационального сочетания их с традиционными технологическими методами, исследование комплекса свойств продуктов: электрофизических, структурно-механических, теплофизических и других и установление их взаимосвязей. 2. ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ Изучая курс «Физические методы обрабоотки сырья пищевой промышленности», студент должен: – самостоятельно проработать теоретический материал, изложенный в рекомендованной литературе; – выполнить контрольную работу; – в период экзаменационной сессии – прослушать курс обзорных лекций по основным темам; Рекомендуется вести конспект, отмечая наиболее трудно усваиваемые вопросы с целью последующего получения консультации у преподавателя. 3. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ ОТДЕЛЬНЫХ ТЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ ТЕМА 1. АКУСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ СЫРЬЯ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ. При изучении темы «Акустические методы обработки сырья пищевой промышленности» студенты должны освоить понятия об основных свойствах упругих механических колебаний, изучить методы и аппаратуру для получения упругих колебаний, технологическую аппаратуру и опыт ее применения при обработке пищевых продуктов, воздействие ультразвука на основные компоненты пищевых продуктов. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ 1. Применение ультразвука в диффузионных процессах. 2. В чем заключается сущность пьезоэффекта. 3. Применение ультразвука в процессах диспергирования. 3

4. Типы ультразвуковых излучателей. 5. Применение ультразвука в процессах экстракции. 6. Влияние ультразвука на скорость посола. 7. В каких процессах применяется акустическая коагуляция. 8. Сущность импульсного метода обработки ультразвуком. 9. Перечислить технологические процессы, в которых применяется ультразвук. 10. Как ультразвук влияет на основные компоненты пищевых продуктов. 11. В чем заключается эффект явления кавитации. 12. Преимущества ультразвуковой экстракции. 13. Применение ультразвука в процессах мойки и очистки. 14. От чего зависит кавитационный порог жидкости. ТЕМА 2. ОБРАБОТКА ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ В ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОМ ПОЛЕ. При изучении темы «Обработка пищевых продуктов в электростатическом поле» студенты должны освоить теоретические основы обработки материалов в электростатическом поле, изучить технологические процессы обработки продуктов происходящие в электрическом поле коронного разряда, конструкции аппаратов для электросепарирования, электрокопчения, электропанировки, электропанирования. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ 1. Какой процесс лежит в основе обработки продуктов в электростатическом поле. 2. Перечислить технологические процессы, в которых используется электростатическое поле. 3. Технологическая схема горячего электрокопчения. 4. На каких свойствах неоднородных систем основано электросепарирование. 5. За счет чего создается увеличение выхода готовой продукции при электрокопчении. 6. Определить критерий эффективности электросепарирования и степень извлечения мясной фракции при содержании мясной фракции в исходном сырье – 39%, в разделенном – 95%, при выходе разделенного сырья – 34%. 7. Технологическая схема электросепарирования мясокостного сырья. 8. Факторы влияющие на прокопченность продукта при электрокопчении. 9. Схема, принцип действия камерного электросепаратора. 4

ТЕМА 3. ЭЛЕКТРОКОНТАКТНЫЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ. При изучении темы «Электроконтактные методы обработки пищевых продуктов» студенты должны изучить возможности заключенные в технологии простого электроконтактного метода: от разрушения оболочек клеток (электроплазмолиз) до объемного нагрева продуктов, аппаратурное оформление процесса электроплазмолиза, электрофлотации, электростимуляции. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ 1. Перечислить процессы электроконтактной обработки. 2. Как влияет электроконтактная обработка на химический состав и на выход готовой продукции. 3. Сущность электроплазмолиза. 4. Что вызывает электрокоагуляцию, как она влияет на качество продукта. 5. Сущность процесса электрофлотации. 6. Факторы влияющие на эффективность электроплазмолиза. 7. В каких процессах применяется электроконтактный нагрев, электростимуляция. 8. Виды электроплазмолиза. 9. Принцип действия электрофлотационной установки с растворимыми анодами. 10. Перечислить виды электрофлотационных установок. 11. Схема валкового электроплазмолизатора. ТЕМА 4. ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ И СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ. При изучении темы «Высокочастотные и сверхвысокочастотные методы обработки пищевых продуктов» студенты должны изучить физические основы нагрева пищевых продуктов токами высокой частоты, электрофизические свойства рыбы, методы применения высокочастотного нагрева при обработке пищевых продуктов. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ 1. Каким образом происходит нагрев продукта в высокочастотном поле. 2. Схема СВЧ-установки в камерой резонаторного типа. 3. Влияние частоты, длины волны электромагнитного поля, степени измельчения на диэлектрическую проницаемость и на диэлектрические потери пищевых продуктов. 5

4. Особенности СВЧ-размораживания. 5. От чего зависит скорость нагрева материала в СВЧ-поле. 6. Из чего состоит СВЧ-аппарат. 7. Отличия ВЧ-сушки от конвективной. 8. Величины, которыми характеризуются электрофизические свойства продуктов. 9. Влияние температуры, содержания жира и влаги на диэлектрическую проницаемость и на диэлектрические потери пищевых продуктов. 10. Схема СВЧ-установки для нагрева в волноводе. 11. Факторы влияющие на глубину проникновения электромагнитного поля в продукт. 12. Преимущества СВЧ-размораживания. 13. Факторы влияющие на увеличение скорости ВЧ-сушки. 14. Схема СВЧ-сушилки с разряжением. ТЕМА 5. ОБРАБОТКА ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ ИНФРАКРАСНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ. При изучении темы «Обработка пищевых продуктов инфракрасным излучением» студенты должны изучить теоретические основы радиационного нагрева инфракрасными лучами, оптические свойства пищевых продуктов, источники инфракрасного излучения и их характеристику, установки инфракрасного излучения. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ 1. Дать определения характеристикам теплового излучения (Ф, R) 2. Какой диапазон длин волн инфракрасного излучения используется в промышленности. 3. От чего зависят оптические свойства пищевых продуктов. 4. Чем характеризуются оптические свойства материала. 5. Какое тело называют абсолютно черным телом. 6. От чего зависит глубина проникновения инфракрасного излучения в материал. 7. Перечислить виды генераторов инфракрасного излучения. 8. Преимущества светлых ИК излучателей перед темными. 9. Использование инфракрасного излучения в пищевой промышленности. 10. Компоновочные схемы инфракрасных аппаратов. 11. Схемы расположения ИК излучателей и обрабатываемого продукта. 6

ТЕМА 6. ОБРАБОТКА ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ. При изучении темы «Обработка пищевых продуктов ультрафиолетовым излучением» студенты должны изучить физические свойства ультрафиолетовых лучей и их воздействие на пищевые продукты, установки и методы применения ультрафиолетовых лучей в пищевой промышленности. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ 1. Назвать искусственные источники ультрафиолетового излучения. 2. Использование ультрафиолетовых лучей в пищевой промышленности. 3. Какую часть спектра электромагнитных волн занимает ультрафиолетовое излучение? 4. Чем обусловлено бактерицидное действие ультрафиолетовых лучей? 5. Дать определение понятиям: флуоресценция, фосфоресценция, люминесценция, люминофоры. 6. На чем основан метод люминесцентного анализа пищевого сырья? 7. Как ультрафиолетовое излучение влияет на организм человека? ТЕМА 7. ОБРАБОТКА ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ ИОНИЗИРУЮЩИМ ИЗЛУЧЕНИЕМ. При изучении темы «Обработка пищевых продуктов ионизирующим излучением» студенты должны изучить воздействие радиоактивных излучений на пищевые продукты, источники излучения, перспективы применения ионизирующих излучений для хранения пищевых продуктов. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ 1. Какие излучения относят к ионизирующим? 2. Свойства радиоактивных α-частиц, β-частиц, γ-лучей? 3. Источники ионизирующего излучения? 4. Единицы измерения ионизирующего излучения? 5. Преимущества и недостатки ионизирующего излучения. 6. В чем заключается эффект ионизации? 7. Влияние свободных радикалов на свойства пищевых продуктов. 8. Особенность лучевой стерилизации. 9. Действие облучения на микроорганизмы. 10. Изменения происходящие в клетке при радиоактивном облучении. 7

4. УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ Контрольные работы выполняются согласно вариантам заданий, приведенных в таблице 1. Выбор варианта заданий осуществляется по двум последним цифрам шифра зачетной книжки студента. Последняя цифра шифра соответствует в таблице номеру по горизонтали, предпоследняя – по вертикали. Место пересечения цифр указывает номер нужных вопросов. Контрольная работа содержит два вопроса согласно их кодовым номерам. При ответе на вопрос необходимо приводить конкретные сведения, раскрывающие сущность вопроса, с использованием материалов как основной, так и дополнительной литературы. Работа выполняется в отдельной тетради. Работы, выполненные не своему варианту, а также представленные в не установленном порядке, рецензированию не подлежат. ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ Таблица 1 Десятки шифра 1 1 2 3 4 5 6 7

1 2 1 6 21 1 17 31 6 16 29 1 7 27 4 7 25 11 20 23 14 17 21

2 3 2 7 22 2 16 32 7 17 30 1 8 28 4 8 26 12 16 24 14 18 22

3 4 3 8 23 3 18 21 8 18 31 1 9 29 4 10 27 12 18 25 14 20 23

4 5 4 9 24 4 19 22 9 19 32 2 6 30 5 6 28 12 19 26 15 16 24

Единицы шифра 5 6 6 7 5 1 10 11 25 26 5 6 20 11 23 24 10 11 20 16 21 22 2 2 8 10 31 32 5 5 7 8 29 30 12 13 20 17 27 28 15 15 17 19 25 26

8

7 8 2 12 27 7 12 25 12 17 23 3 6 21 5 9 31 13 17 29 15 19 27

8 9 3 13 28 8 13 26 13 18 24 3 7 22 11 17 32 13 19 30 6 12 28

9 10 4 15 29 9 14 27 14 19 25 3 9 23 11 18 21 13 20 31 6 13 29

0 11 5 14 30 10 15 28 15 20 26 4 6 24 11 19 22 14 16 32 6 14 30

Окончание таблицы 1 1 8 9 0

2 6 15 31 9 12 29 6 20 27

3 7 11 32 9 13 30 7 16 28

4 7 13 21 9 15 31 7 18 29

5 7 14 22 10 11 32 7 19 30

6 7 15 23 10 12 21 7 20 31

7 8 12 24 10 14 22 8 17 32

8 8 12 25 10 14 23 8 17 21

9 8 14 26 6 7 24 8 19 22

10 8 15 27 6 18 25 8 20 23

11 9 11 28 6 19 26 9 16 24

ВОПРОСЫ К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ 1. Сущность процесса обработки в электростатическом поле. Схема электросепратора камерного типа. 2. Электросепарирование. На чем основан процесс. Схема электросепаратора барабанного типа. 3. Электрокопчение. Факторы влияющие на процесс электрокопчения. Схема электрокоптильной установки, описание, принцип работы. 4. Электростатическое формование и панировка. Сущность процесса. Схема и описание установок для электроформования, и электропанировки. 5. Схема электросепаратора ленточного типа, описание, принцип работы. Технологическая схема переработки мясо-костного сырья. Формула технологического критерия эффективности электросепарирования. 6. Особенности электрокантактных методов обработки пищевых продуктов. Виды электрокантактных методов обработки, область их применения. 7. Электроконтактный нагрев, сущность процесса, область применения. Схема установки для электроконтактного нагрева, описание, принцип работы. 8. Электрофлотация, сущность процесса, область применения. Схема электрофлотационной установки, описание, принцип работы. 9. Электроплазмолиз, сущность процесса, область применения. Схема электроплазмолизатора, описание, принцип работы. 10. Электростимуляция, сущность процесса, область применения. 9

11. Сущность процесса обработки пищевых продуктов в высокочастотных электромагнитных полях. Электрофизические свойства пищевых продуктов. 12. Факторы влияющие на диэлектрические характеристики пищевых продуктов. 13. Факторы влияющие на глубину проникновения переменного электромагнитного поля в пищевые продукты при обработке СВЧ токами. 14. Использование ВЧ нагрева в процессах сушки. Особенности ВЧ сушки. Схема установки для ВЧ сушки, описание, принцип работы. 15. Использование СВЧ токов в процессах размораживания. Особенности, преимущества СВЧ размораживания. 16. Характеристика инфракрасного излучения, область его применения. 17. Оптические свойства пищевых продуктов. 18. Искусственные источники инфракрасного излучения. Классификация, характеристика, область применения. 19. Влияние инфракрасного излучения на качественные показатели готовой продукции. 20. Схема инфракрасной установки для обработки пищевых продуктов, описание, принцип работы. 21. Применение ультразвука в диффузионных процессах. 22. Влияние ультразвука на скорость посола. 23. Применение ультразвука в процессах экстракции. 24. Воздействие ультразвука на основные компоненты пищевых продуктов. 25. Применение ультразвука в процессах диспергирования и эмульгирования. 26. Типы ультразвуковых излучателей. 27. Сущность явления ультразвуковой кавитации. Кавитационный порог жидкости. 28. Применение ультразвука в процессах мойки и очистки. 29. Искусственные источники ультрафиолетового излучения. 30. Использование ультрафиолетовых лучей в пищевой промышленности. 31. Использование ионизирующих излучений в пищевой промышленности. 32. Особенности лучевой стерилизации.

10

5. ЛИТЕРАТУРА 1. Рогов И.А. Электрофизические методы обработки пищевых продуктов. – М.: ВО «Агропромиздат»,1988 2. Шестюк В.Н., Беляев П.Д. Физические методы обработки рыбы. – М: «Пищевая промышленность» 1981 3. Борхерт Р., Юбиц В. Техника инфракрасного нагрева. – М.: «Государственное энергетическое издательство», 1983 4. Рогов И.А., Горбатов А.В. Физические методы обработки пищевых продуктов. – М.,«Пищевая промышленность» 1974; 5. Хлебников В.И. Технология товаров (продовольственных). Учебник для ВУЗов – М.: Издательский Дом «Дашков и К», 2000.

11