Тамақ өнімдерін өңдеудің электрмен түйісу тәсілі

Тамақ өнімдерін өңдеудің электрмен түйісу тәсілі

2. Электрмен түйісу арқылы қыздыру және өнімнің сапалық көрсеткіштері

Электрмен түйісу тәсілінің артықшылықтары:

1. 
   аппараттардың қарапайымдылығы,
   
2. 
   жооғары п.ә.к, жылдамдығы,
   
3. 
   температура өрісінің біркелкілігі
   
4. 
   энергетикалық көрсеткіштерді тексеру және реттеу мүмкіндігі.
   

Электрмен түйісу процесі кезіндегі үлкен проблемалардың бірі – тоқтың жиілігін таңдап алу. Өйткені, өндірістік жиіліктегі (50 Гц) айнымалы токты қолданғанда электролиз пайда болуы мүмкін. Ток өткен кезде электролиттік өзгерістер уақыт өткен сайын электролиз өнімдерінің жиналуына әкеп соғады. Бұл токтың жиілігіне байланысты, жиілік өскенде бұл құбылыс азаяды.

Тот баспайтын болаттан жасалған электродтар арқылы ас тұзының ертіндісіне өндірістік жиіліктегі (50Гц) токпен әсер еткенде, 4 сағаттан кейін тұздық қарайып кеткен және тұздықтан темірдің тотығының гидраты Fe(OH)₃ табылған. Жиілікті жоғарылатқан кезде гидраттың мөлшері азаяды. Өндірістік жиіліктегі электр тогы қант ерітінділеріне әсер еткенде, электролиттердің қосымша диссоциациясы, иондардың гидратациясы және бос судың мөлшерінің азаюы байқалады.

Тартылған етті электрмен түйісу тәсілі арқылы қыздыру кезіндегі электролиттік процестерді зерттеу өте маңызды. Бұл шұжық өндірісінде қолданылады. Зерттеу кезінде жоғары жиіліктегі 9-14 кГц ток пайдаланылды. 9-12 кГц жиілікте қыздырудан кейін етте Fe⁺³ иондары табылды, бұл электролиздің болғанын көрсетеді.

Ет нандарын 10 кГц жиілікте, болат эмальданған формада, тот баспайтын болат электродтар арқылы қыздырған. Сонда 6 рет жасалған тәжірибеден кейін электродтарда қара түсті электр ойықтары (1-3 мм) пайда болған. Әр жағдайда фарштағы температураның, кернеу мен ток күшінің уақытқа тәуелділігі тіркелді.

Электрмен түйісу тәсілін зерттеулер мынаны көрсетті- өнімдегі қайталанбас химиялық өзгерістерді электрохимиялық поляризациялар болдыруы мүмкін. Бұл өнімнің сапасын төмендетеді. Поляризацияның басқа түрлері өнімнің құрамы мен құрылымына көп әсер етпейді.

Судағы ерітінділердегі элекрохимиялық реакциялар су мен еріген тұздардың электролизіне байланысты. Ол электролиздің тереңдігін мөлшерлі түрде көрсетеді.

Тартылған етті электр түйісумен өндегенде пайда болған газ фазасының мөлшерін зерттеу оның 20 Гц – 20 кГц аралығындағы жиілікке байланысты екенін байқатты.

Тот баспайтың болат электродтар үшін қауіпті жиілік – 6 кГц, никель – 20 кГц, графит үшін – 200 кГц. Ең аз қауіпті жиілік күміс электродтарда байқалады.

Электродтың металының әр түрлі жиілікте өнімге өтуін көрсететін байланыс өте маңызды. Бұл жағынан ең жақсы көрсеткіш- алюминийде, өйткені оның тотықтыру потенциалы өте жоғары – 1,7 В.

Өнім мен электрод шекарасында жүргізілген полярографиялық зерттеулер өте қызықты. Полярограммалар электродтың өте жұқа беткі қабатындағы өзгерістерді өте дәл көрсетеді. Өнім мен электрод түйісуін зерттеу көрсеткендей, электрохимиялық процесстер негізінен өнімнің сұйық фазасында жүреді және өнімдегі еріген минерал тұздардың мөлшерімен анықталады.

1 В дейінгі потенциалда графит - өнім түйісуінің кедергісі – метал- өнім түйісуінің кедергісінен бөлек, ол графиттің үлкен түйісу бетіне яғни кеуектілігіне байланысты.

Дегенмен, кейбір процестер үшін 50 Гц жиілікте электрмен түйісу тәсілін қолдануға болады. Мысалы, электр түйісумен қыздыру темекі жапырақтарын кептіру үшін қолданылады. Бүкіл процесс үш бөліктен тұрады: өнімнен аз су кететіндей етіп қыздыру, суды жылдам буландыру және аз ток арқылы ылғалдың 90%-ін шығару.

Электрмен түйісу тәсілін мұздатылған балық блоктарын жібіту үшін қолдануға болады. Қоңдырғы ваннадан және тесігі бар екі электродтан тұрады. Қоңдырғы тура электр жүйесінен қоректенеді. Балықтың сапасы жақсарып, балық ерітуді 15-10 есе жылдамдатуға болады.

2. Электрмен түйісу процесін іске асыру үшін екі түрлі вариант бар: 1) өнім өңдеу кезінде қозғалмай тұрады 2) өнім электродтардың бойымен қозғалады. Соңғы әдісте энергияны әкелуді реттеуге болады, өйткені қыздыру кезінде өнімнің электрофизикалық қасиеттері өзгереді.

Көп секциялы электр қыздырғыш (МТИММП)

Ф
арш насос арқылы бір – бірінен диэлектрлі сақиналармен бөлінген секцияларға түседі. Әрбір секция трансформатордың сәйкес орамасынан (обмотка) қуат алады, бұл өнімнің электрофизикалық қасиеттерінің өзгеруіне байланысты. Электр тоғымен пісірілген фарш траспортермен қозғалады. Фаршты белгілі бір формаға келтіру үшін қыздыру жартылай коагуляция кезінде жақсы өтеді. Қыздырудың қорытынды бөлігін бұл жағдайда инфрақызыл сәулемен немесе түтін - ауа қоспасымен өткізуге болады.Бұл мақсат үшін қолданылатын электрқыздырғыш ротор түрінде жасалған, онда шеңбер бойымен шыны цилиндр формалар орнатылған; олардың түбі түйісу дискілеріне тіреледі. Түйісу дискілеріне энергия беріліп отырады, сондықтан формаларды фаршпен толтыру және дайын өнімді штокпен итеріп шығару мүмкіндігі бар. Әйнек формалар орнына фарш көп жабыспайтын фторопласт қолдануға болады.Электр түйісумен қыздыру ет нандарын пісіру үшін қолданылады. Бұл үшін роторлы қондырғы қолайлы, бір агрегатта насос, дозатор, формалаушы, қыздыру біріктірілген.МТИММП қызметкерлері қабықшасы жоқ сосиска шығаратын электр түйісу қондырғысын жасап шығарды. Негізгі тораптары: жинаушы дозатор, гильзалар пакеті қыздыру үшін, ленталы транспортер.

АҚШ-та сосиска шығаратын үздіксіз қоңдырғы істелген. Оны қоректендіруге жоғары жиіліктегі 10 кГц ток қолданылады. Электродтар жоғары сапалы тот баспайтың болаттан істеліп, алтын қабатымен жабылады. Жоғары жиіліктегі ток пен алтын жалатылған электродтарды қолдану электролиз құбылысын болдырмайды. Электрмен қыздыру процесі өте жылдам өтеді, сондықтан сосискаларға тұрақты қызғылт түс беру үшін фаршқа натрий аскорбинатын қосады. Қабықшасыз шұжық бұйымдарын үздіксіз шығаратын роторлы машина (АҚШ)-та жасалған. Вакуум-шприц арқылы фарш роторда орналасқан цилиндр формаларға толтырылады. Формаларда поршень түрінде электродтар бар, оларға пісіру кезінде айнымалы ток беріледі.

Билогиялық құндылықты анықтаудың қарапайым тәсілі – белоктардың сіңімділік дәрежесін анықтау. Ол организмнің азот балансы арқылы табылады. Жиірек белоктың тиімділік коэффициенті БТК(КЭБ) қолданылады. БТК ретінде өсіп келе жатқан егеуқұйрықтардың салмағының өсуінің қабылданған белок мөлшеріне қатынасы қабылданған.

Зерттеулер көрсеткендей, шұжықтарды электр түйісуімен өндеу кезінде, белоктардың сіңімділігі сумен 2-3 %-ке артады.

Электр-түйісумен өндегенде ең жақсы гистологиялық құрылым алынады, бұл өнімді бір тегіс қыздыруға арналған.

Электр түйісумен ет нандарын қыздырған.

Параметрлер – кернеу- 43-45 В; max I = 6 - 6,5А; N = 250-270 Вт.

Микробиологиялық зерттеулер көрсеткендей, элекрттүйісумен өнделген өнімдерде қалған микробиологиялық саны 2 есе аз. Ішек таяқшасы, протей, граммтеріс, спорлық, кок формалы микроорганизмдер жоқ.

Айнымалы тоқтың витаминдерге әсері маңызды, өйткені олар күшін жояды. Суда ерігіш витаминдер таза күйінде электр түйісу уақытында 20-25%-ке күшін жояды. Мысалы, С витамині 3-мин өндегеннен соң 2 есе азаяды. Рибофлавин (В₂), тиамин (В₁) да осылай азаяды. Бірақ, айнымалы тоқтың өнімдегі витаминдерге әсері аздау, өйткені белоктың қорғаныс қасиеттері көмектеседі.

Жалпы айтқанда, электртүйісу тәсілімен алынған дайын өнімдердің сапасы жақсы, әрі талаптарға сәйкес келеді.

8- Лекция. Электрплазмолиз және электрофлотация

1. 
   Электроплазмолиздің мәні
   
2. 
   Электроплазмолиздің аппараттары - электроплазмолизаторлар
   
3. 
   Электрофлотация және оның қолданылуы.
   

Электроплазмолиз өсімдік шикізатынан сығу тәсілі арқылы шырын алуды жылдамдату үшін қолданылады.

Плазмолиз арқылы шырын алу тәсілі мынаған негізделген: өсімдік шикізатының шырын беруі протоплазма қабықшасының бастапқы өтімділігіне және оның сыртқы әсерлерге қарсы тұру қабілетіне байланысты. Сондықтан, протоплазманы бүлдіруге және оның өтімділігін арттыруға бағытталған кез-келген сыртқы әсер, соңында, шырын беруді ұлғайтады. Жемістер мен көкөністегі шырын мөлшері 90-95%, бірақ өңдеу кезінде өндірісте шырынның шығымы 50-60% қана болады.

Шырынның шығымын арттыру үшін қабықшаны бұзудың бірталай тәсілдері бар: механикалық, қыздыру, ферментпен өңдеу, т.б. Электроплазмолиз тәсілі - ең қарапайым, ең жылдам тәсіл.

Тәжрибе жүзінде анықталғандай, өсімдік шикізатын алдын-ала кернеуі 220 В өнеркәсіптік жиіліктегі айнымалы токпен өңдеген кезде протоплазма қас қағымда өліп, клетканың өтімділігі жоғарылап, сығу кезінде шырынның шығуы көбейеді.

Электроплазмолиз кезінде клетканың қабығы бұзылмайды, сондықтан пектиндік заттар шырынға өтпейді, әрі плазма қабықшасы үлкен бөлшектерге бөлінеді де, шырын шыққанда олар клетка қабығында ұсталынып қалады, бұл да шырынның шығымына оң әсер етеді.

Электроплазмолиздің тиімділігі мына факторларға байланысты: кернеу градиенті, өндеу ұзақтығы, температура және шикізаттың электрофизикалық қасиеттері. Электроплазмолиздің ақырғы әсері тоқтың жиілігіне байланысты емес.

Өсімдік шикізатының электр өткізгіштігі электроплазмолиз кезінде өседі, тоқ күші max болғанда протоплазма қабықшасы толық бұзылады.

Кернеудің градиенті өскенде процестің ұзақтығы қысқарады, бұл тәуелділік кері квадратты болып келеді.

Сапалы электроплазмолиз үшін кернеу градиенті 2000 В/см болу керек. Кернеу градиенті Е мен өңдеу уақытының арасында мынандай байланыс бар:

Тұрақты шама К жемістер мен көкөністің ток әсеріне шыдамдылығын көрсетеді. Бұл жағынан ең шыдамды – жемістер. Мысалы, алма құлпынайға қарағанда 7 есе токқа шыдамды. Алдын-ала механикалық өңдеу жемістердің тоққа шыдамдылығын азайтады. Кернеу градиенті 50-150 В\см болғанда электротермоплазмолиз болады – яғни, клетканың протоплазмасы тез қызады, ал шырыннның температурасы аздап қана көтеріледі.

Электроплазмолиз диффузия процестеріне ерекше әсер етеді. Электро- плазмолиз кезінде шикізаттың өтімділігі өседі. Мысалы, қызылшаның электроплазмолизі кезінде шикізаттың серпімділік модулі термоплазмолиз кезіндегіден , мысалы, қызылша үшін, 3-5 есе үлкен.

Электроплазмолиз кернеу градиенті 400 В/см және одан аз болғанда клетканың өмірлік функцияларын толық бұзбайды және олар жартылай қалпына келуі мүмкін. Бірақ, толық плазмолиз үшін бұл жағдайда аз ғана механикалық әсер жеткілікті. Мұндай электроплазмолиз – коацервативтік деп аталады. Сонымен қатар селективті электроплазмолиз бар, ол кернеу градиенті 1700-2000 В\см болғанда байқалады. Протоплазманың қызуы, оның қабықшасына байланысты, қабықша электр тоғына активті кедергі болып есептеледі. Энергияны осы әдіспен берген кезде бүкіл өнімнің массасының тепературасы аз өзгереді (1⁰С – қа).

Кернеу градиентінің үлкен мәндерінде 14-15кв/см – импульстік электроплазмолиз кезінде протоплазма қабықшалары бұзылып, протоплазманың коагуляциясы жүреді, бұл-жоғары кернеулі импульстік өрістің әсері.

Импульстардың ерекше әсері клетканың тірі протоплазмасының бұзылу формасынан байқалады.

Бұлай әсер ету кезінде протоплазма толық бұзылады, ал 50 Гц жиіліктегі айнымалы тоқ әсер еткенде ол өлгенен кейін де өзінің қалпын сақтауы мүмкін.

Электр импульстары өсімдік шикізатының протоплазмасына ғана әсер етеді, ал клетка қабықшасы өзгермейді.

Зерттеулер көрсеткендей, импульстік электроплазмолиз және сығу кезінде қызылшадан шырынның шығуы оның бөлшектеу дәрежесіне және жеке қысымның шамасына байланысты.

Электримпульстік плазмолиз үшін, шырынның шығымы, яғни плазмолиздің өту тереңдігі, кернеу градиентімен салыстырғанда импульс энергиясына аз байланысты.

Электроплазмолизды қолданудың тиімділігі өте жоғары. Мысалы, экономикалық есеп бойынша, жүзім шикізатынан шырын алу шығымы 8-10%-ке артып, 1 т шырынның өзіндік құны 3-4%-ке азаяды.

Электроплазмолизатордың ең қарапайымы - білікті электроплазмолизатор. Оның негізгі жұмыс органдары – екі металл бұдырлы, қарама-қарсы айналатың біліктер (вальцы). Біліктерге электр тоғы беріледі (жиілігі - 50 Гц). Біліктердің арасына түскен шикізат қысылады және осы кезде электр тоғымен өңделеді.

Бұдан басқа камера типтес аппараттар бар. Олар бір және көп ярусты болып келеді. Олардың негізі – тік бұрышты, түбі торлы – электрод болып келген, камера алынған. Екінші электрод ретінде үстіңгі қақпақ алынған, ол сығылатын массаға түсетін қысымды өзгеруге мүмкіндік береді.

+ -

Транспортер (тасымалдағыш) типтес аппараттар өңдеу аймағында түйісетін екі тасымалдағыштан тұрады. Транспортер лентасында ыдыстар орналасқан, оларға шикізат толтырылған, өңдеу аймағында оларға екінші транспортердағы электродтар кіреді де, электропламолиз жүреді. Шекілдеуік сияқты жемістерге арналған электроплазмолизатор - мүлде жаңа конструкция. Шикізат ортадан тепкіш күш әсерімен үшбұрышты пышақтардан тұратын, айналатын барабанға түседі. Ротордың ішінде үш айналмалы роликтер орналасқан. Роликтер мен пышақтардың арақашықтығы - 2 мм. Электродтар – барабан мен роликтер. Барабан мен роликтердің арасына түскен шикізат ұсақталып әрі электр тоғымен өнделеді.

Көп жағдайларда электр тоғының өнімге әсерінің уақытын ұзарту қажет. Осы мақсатта сызықтық электроплазмолизатор қолданылады. Ол-электр бөлігінен (изоляциясы бар), график электродтар қойылған канал тәріздес болып келеді.

Плазмолизді шикізатты ұсақтаумен және вакуум өндеумен бірге жүргізуге болады. Электрофлотация сұйық бір тектес емес системаларды бөлу үшін қолданылады. Процестің негізі мынада – тұрақты электр тоғы суды оттегі мен сутегіне бөледі, олар өте ұсақ көпіршіктер ретінде қатты фазаның бетіне қонып, оларды судың бетіне алып шығады.

Қалдық суларды тазалау оттегінің қатысумен өте жақсы жүреді, сондықтан электрофлотация кезінде диафрагма керек жоқ; әрі өнімді оттегі аралап өткенде бактерицид әсері пайда болады.

Ет комбинаттарының қалдық суын электрофлотациямен тазалағанда кейбір заттарды қосу оның тиімділігін арттырады.

Еритін анодтар қолданғанда электрофлотацияның өте жоғары тиімділігін алуға болады. Электролиздің әсерімен анод еріп кетеді де, тотықтардың гидраттары пайда болады, олар бөлшектердің коагуляциясын болдырады, бұл элетрофлотацияның тиімділігін арттырады. Флотацияның сапасына қалдық судың температурасы және оның қабатының биіктігі әсер етеді. Тиімді 30-40⁰С, ал су қабатының үлкеюі майсыздандыру тиімділігін азайтады. Электрофлотация патокадан жем-азықтық ашытқыны бөлу үшін қолданылады. Процесс тоқтың тығыздығы 20 мА/см²болғанда тиімді өтеді.

Бөлінген бөлшектер су бетіне көбік 9 болып жиналып, сыртқа шығарылады

1) көлденен түбі және катоды бар, тік аноды бар. Анод қозғалмалы, сондықтан элетродтардың ара қашықтығын өзгерту мүмкіндігі бар, яғни тоқ тығыздығын реттеуге болады, ал потенциалдар айырмасы тұрақты.

2) бір камералы, түбіне көлбеу орналасқан электродтар бар. Электродтар түбіне 8-9 ⁰ бұрышпен көлбеу орналасқан. Электродтар арасында асбест немесе капрон диафрагма бар. Электродтардың, диафрагмалардың орналасуы берілген кернеуді төмендетуге, әрі флотация үшін тек сутегі көпіршіктерін пайдалануға мүмкіндік береді. Бұл өнімнің оттегімен түйісуі қажет болмағанда өте маңызды.

3) Көп секциялы көлбеу орналасқан түбі мен электродтары бар аппараттардың әрбір секциясы өз алдына электрофлотация камерасы болып есептеледі. Өнім кезек-кезек бар секциядан өтеді. Әрі диафрагма да қолданылады. Электрофлотация қондырғысы еритін анодымен 5 секциядан тұрады.

Электрофлотация аппараттарының артықшылықтары: құрылысының қарапайымдылығы; электр энергиясының аз шығыны, бөлу процесінің үздіксіздігі, процесс жылдамдықтарын реттеу, айналатын бөлшектердің және қажалудың болмауы, флотация мен аэрацияның бірге болуы.

Жетіспейтіні: көбікпен бірге өнімнің бір бөлігі кетеді, диафрагманың көпке шыдамауы, ірі бөлшектері бар системаларды бөлудің қиыншылығы. Бұған қарамастан, бұл тәсілдің болашағы бар.

№ 9- лекция

Тамақ өнімдерін жоғары жиілікте өңдеу тәсілдері.

1. 
   Жоғары жиілікте өңдеуді тамақ өнімдерін кептіруде қолдану
   
2. 
   Жоғары жиілікте оңдеуді қыздыруға қолдану
   

Жоғары жиілікте қыздыру термиялық процестерді жылдамдатуда қолданылады. Бірақ, бұл тәсіл тек оны тиімді қолдану аймағы табылғанда, техникалық қиыншылықтар – электродтардың конструкциясы, қыздыру объектісінің электрофизикалық қасиеттерінің өзгеруі, т.б. - жойылғанда, өнімнің сапасы мен шығымы жоғары болғанда ғана тиімді болып табылады.

Жоғары жиіліктегі қыздыру кептіру үшін тиімді . Бұл кезде өнімнің электрофизикалық көрсеткіштері ылғалдылық, т.б. факторларға байланысты. Материал кепкен сайын оның ылғалдылығы азаяды, яғни диэлектрлік жоғалулар және бөлінетін энергия азаяды.

Жоғары жиіліктегі ток (ЖЖТ) өрісіндегі кептіру үшін жылу әкелу жылдамдығы зор, бұдан буланудың жылдамдығы артады. Булану жылдамдығы оның тарау жылдамдығынан артық, бұл қысым градиентінің пайда болуына әкеп соғады.