Высокочастотный метод обработки пищевой продукции

 
 

1  

ТЕМА: ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ МЕТОД ОБРАБОТКИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ 

ПЛАН  ЛЕКЦИИ:

ВВЕДЕНИЕ.

• Сушка с использованием ТВЧ.
• Термическая обработка с использованием ТВЧ.

 
 

2  

ВВЕДЕНИЕ 

             Высокочастотный нагрев пищевых продуктов – прогрессивный технический приём, позволяющий интенсифицировать термические процессы.

Суть  высокочастотного  нагрева заключается  в следующем. Если  пищевой продукт, являющийся диэлектриком, поместить между  двумя пластинами  конденсатора в  созданное поле  высокой частоты (более 10 кГц), то продукт  будет равномерно  нагреваться по  всей его толщине. Это объясняется  тем, что под действием  электрического поля  высокой частоты  в продукте происходит  поляризация молекул, сопровождающаяся  интенсивным колебанием  молекул и равномерным  во всём объёме  продукта выделением  тепла, которое быстро  повышает температуру  продукта.

Интенсивность  нагревания продукта зависит от частоты f электрического поля, затрачиваемой мощности и электрофизических свойств продукта.

Существенный  технологический  результат при  использовании токов  высокой частоты  можно получить  для ряда процессов, среди которых  основное место  занимают тепловые  и массообменные (нагрев, стерилизация, размораживание, сушка и др.).

 
 

3  

СУШКА 

Сушка (обезвоживание продуктов тепловым методом) пищевых продуктов является традиционным надёжным методом консервирования.

Характерной  особенностью ВЧ-сушки, кроме объёмного  нагрева, является  выделение энергии  в материале пропорционально  его массовой доле  влаги. В процессе  высушивания материала  массовая доля  влаги уменьшается, что приводит к  уменьшению фактора  диэлектрических  потерь и соответственно  выделяемой энергии.

Удельная  мощность (в Вт/см²), необходимая для нагрева и испарения влаги,

P  = 4,7(ρ/τ)[c(t² – t¹) + r(G^вл/G)], 

где ρ – плотность материала, кг/м³; τ – продолжительность нагрева, с; с – удельная теплоёмкость материала, Дж/(кг·°С); G^вл – количество удалённой влаги за время τ, кг; G – масса материала, кг

 
 

4  
 

СХЕМА  ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ  УСТАНОВКИ ДЛЯ  СУШКИ КРУП:

1  – ВОРОШИТЕЛЬ;  2 – КОРПУС СУШИЛКИ;  3 – СТЕКЛОПЛАСТИК;  4 – ПЛАСТИНЫ  РАБОЧЕГО КОНДЕНСАТОРА;  5 – КОРПУС ЖАЛЮЗИЙНЫЙ;  6  - ПОВОРОТНАЯ  ЗАСЛОНКА; 7 –  ПИТАТЕЛЬ

Прямоугольная  шахта-корпус разделена  на пять зон. Подача  сушильного агента  и движение продукта  производятся по  принципу противотока. Загрузочное устройство  оборудовано двумя  валками-ворошителями, обеспечивающими  равномерную подачу  сырья без комкования. В нижней части  имеется поворотная  заслонка, которая  при необходимости  позволяет быстро  разгрузить сушилку. Выход готовой  продукции регулируется  питателем. Каждая  зона оборудована  жалюзийными решётками, пропускающими горячий  воздух и препятствующими  высыпанию крупы. Между IY и Y зонами  в стеклопластиковом  каркасе установлены  пластины рабочего  конденсатора. Нижняя  часть установки  также оборудована  жалюзийными решётками  для охлаждения  готового продукта.

Попадая  в установку, воздух  последовательно  проходит через  все зоны шахты. Высокочастотная  обработка производится  после IY зоны, когда  массовая доля  влаги крупы составляет  около 22% и ведёт  к быстрому её  снижению до 8 – 9%.

 
 

5  

СХЕМА  КОНВЕКТИВНО-  ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ  СУШИЛКИ ДЛЯ СЕМЯН 

Влажные  семена поступают  в зону I сушилки, где они подвергаются нагреву токами высокой частоты с f = 27МГц, и начинается процесс сушки семян. Далее в зоне II семена продуваются подогретым в калорифере воздухом и с них снимается вышедшая на поверхность влага. Затем в зоне III осуществляется вторичный нагрев семян ТВЧ, а в зоне IY – продувка подогретым воздухом и получение семян с заданной конечной влажностью. Сухие семена через разгрузочное устройство поступают на охлаждение в зону Y, а затем – на хранение.

 
 

6  

     ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТВЧ 

Высокочастотный  нагрев может быть использован для ряда процессов: обжарки, варки, бланширования, пастеризации, стерилизации, выпечке хлеба, размораживании продуктов и др.

Высокочастотный  нагрев – прогрессивный технический приём, позволяющий интенсифицировать тепловые процессы.

С  увеличением частоты  электрического поля  возрастает скорость нагрева, причём степень увеличения нагрева обычно выше, чем степень увеличения частоты поля. Установлено, что с повышением частоты электрического поля уменьшается глубина проникновения поля в нагреваемый продукт. При выборе частоты поля стремятся обеспечить подвод к продукту необходимой мощности, требуемую глубину проникновения поля и эффективную работу генератора.

Напряжённость  поля также влияет  на величину мощности, поглощаемой продуктом. Допустимая величина напряжённости поля в продукте ограничена его электрической прочностью.

 
 

7  

СХЕМА  ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ  УСТАНОВКИ ДЛЯ  ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ  ОБЖАРКИ КАКАО-БОБОВ  И КОФЕЙНЫХ ЗЁРЕН 

Вследствие  резкого повышения  давления внутри  какао-бобов при  высокочастотном  нагреве изменяется  структура, что обеспечивает  лёгкое измельчение  какао-бобов в  крупку и снижение  затрат труда, необходимых  для их переработки. 

1  – генератор; 2  – приёмная воронка  для обжаривания  зёрен; 3 – барабан,  служащий вращающимся  низкопотенциальным  электродом; 4 –  труба; 5 – высокопотенциальный  электрод

 
 

8  

          ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА УСТАНОВКИ ДЛЯ ОБРАБОТКИ КАКАО-КРУПКИ ТВЧ:

1  – цилиндрический  корпус; 2 –  перфорированный  вал; 3 – усечённый  конус; 4 – загрузочное  отверстие; 5 –  верхняя и нижняя  крышки аппарата;  6 – отверстие  для отработанного  воздуха; 7, 12  – ворошители;  8  - скользящий  контакт; 9 –  перфорированный  цилиндр; 10 –  коаксиальный волновод;  11 – керамический  изолятор; 13 –  патрубок для выхода  готового продукта 

Использование  для сушки какао-крупки  обеспечивает значительную  эффективность процесса.

 
 

9  

ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ  СТЕРИЛИЗАТОР ДЛЯ  ПИТАТЕЛЬНЫХ СРЕД 

1  – КОНВЕЙЕРНАЯ  ЛЕНТА; 2 – БУНКЕР;  3 – ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ  ГЕНЕРАТОР; 4 –  РАБОЧИЙ КОНДЕНСАТОР;  5 – СБОРНИК 

Стерилизатор  выполнен в виде  линейного конвейера. Продукт из бункера  поступает на ленту, которая проходит  зону обработки  в конденсаторе  с переменным зазором. Стерилизованный  продукт собирается  в сборник.

 
 

10  

СПАСИБО  ЗА ВНИМАНИЕ!