Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Свойства пищевых продуктов

Кулинарную продукцию производят из разнообразных компонентов (ингредиентов). Ингредиент -- вещество животного, растительного, микробиологического или минерального происхождения, а также природные или синтезированные пищевые добавки, используемые при подготовке или производстве пищевого продукта и присутствующие в готовом изделии в исходном или измененном виде. Среди них есть жидкие и порошкообразные сыпучие продукты, а также имеющие пастообразную и твердую консистенцию. Отдельные экземпляры пищевых продуктов, имеющих твердую консистенцию, могут характеризоваться линейными, иногда довольно значительными размерами. К физическим свойствам пищевых продуктов относят структурно механические свойства, сыпучесть, способность к самосортированию, скважистость, сорбционные и теплофизические свойства.

Структурно-механические свойства -- особенности продукта, проявляющиеся при ударных, сжимающих, растягивающих и других воздействиях. Эти свойства характеризуют способность продуктов сопротивляться приложенным внешним силам или изменяться под их воздействием. К ним относятся прочность, твердость, упругость, эластичность, пластичность, вязкость.

Прочность, т. е. способность твердого тела сопротивляться разрушению при приложении к нему внешней силы при растяжении или сжатии -- одно из важнейших структурно-механических свойств. Прочность материала зависит от его структуры и пористости. Материалы, имеющие линейное расположение частиц и меньшую пористость, более прочные. Чем прочнее единичный экземпляр продукта, тем меньше он разрушается или деформируется. Прочность имеет важное значение для качественной характеристики таких продовольственных товаров, как макароны, сахар-рафинад, печенье, плоды, овощи и др. Если пищевые продукты недостаточно прочные, увеличивается количество лома, крошки. Твердость -- местная краевая прочность тела, которая характеризуется сопротивлением проникновению в него другого тела. Твердость продуктов зависит от их природы, формы, структуры, размеров и расположения атомов, а также сил межмолекулярного сцепления. На твердость кристаллических тел влияет кристаллизационная вода, которая ослабляет внутренние связи и уменьшает твердость. Твердость определяют при оценке степени зрелости свежих плодов и овощей, так как при созревании их ткани размягчаются. Деформация -- способность объекта изменять размеры, форму и структуру под влиянием внешних воздействий, вызывающих смещение отдельных частиц по отношению друг к Другу. Деформация зависит от величины и вида нагрузки, структуры и физико-химических свойств объекта. Деформации могут быть обратимыми и необратимыми. При обратимой деформации первоначальные размеры, форма и структура тела после снятия нагрузки восстанавливаются полностью, при необратимой -- не восстанавливаются. Способность к обратимым деформациям характеризуется упругостью и эластичностью, разница между которыми заключается во времени, в течение которого восстанавливаются исходные параметры. Необратимые деформации обусловлены плотностью. Упругость -- способность объекта к мгновенно обратимым деформациям. Этим свойством обладают хлебобулочные изделия, для которых упругие свойства мякиша являются одним из наиболее важных показателей, характеризующих степень свежести. Сыпучесть -- способность перемещаться по наклонным плоскостям. Все порошкообразные продукты (мука, крупы, сахар-песок и др.), а также состоящие из единичных экземпляров более или менее округлой формы (зерно, корнеплоды, овощи, многие плоды) обладают хорошей сыпучестью. С увеличением влажности продукта его сыпучесть значительно понижается. Сыпучесть продуктов учитывают при проектировании и эксплуатации хранилищ, мельниц и других предприятий. Самосортирование. Любое перемещение сыпучих продуктов сопровождается самосортированием, т. е. неравномерным распределением входящих в них компонентов по отдельным участкам насыпи. Самосортирование обусловлено неодинаковой сыпучестью компонентов массы, оно нарушает однородность массы продукта и создает условия, способствующие развитию нежелательных явлений. При свободном падении массы продукта (например, в процессе заполнения силоса элеватора) самосортированию способствует парусность, т. е. неодинаковое сопротивление, оказываемое воздухом каждой отдельной частичке. Вследствие самосортирования в насыпи продукта появляются участки, резко отличающиеся по своему составу. При хранении зерна и ряда других продуктов это крайне нежелательно, так как в тех участках, где скапливаются мелкие щуплые зерна или легкие примеси, начинаются активные физиологические процессы, что может при­вести к порче зерна.

Скважистость. Многие продукты не абсолютно плотно заполняют объемы. Остаются промежутки между твердыми частицами, которые заполнены воздухом. Наличие таких промежутков называется скважистостью. Образование скважин в массе продукта влияет на многие протекающие в нем физические и физиологические процессы. Скважистость позволяет продувать продукт воздухом или вводить в него пары различных веществ для обеззараживания. От скважистости зависит объемная, или насыпная масса продуктов. Чем выше скважистость, тем меньше продукта поместится в емкость определенных размеров, поэтому скважистость продукта необходимо учитывать при проектировании хранилищ и транспортных средств. Влажность, или массовая доля влаги, -- один из главнейших показатели оценки качества сырья, полуфабрикатов и готовых изделий. Количество влаги в объекте необходимо знать в первую очередь для определения его энергетической ценности. Чем больше воды в продукте, тем меньше в нем полезных сухих веществ на единицу массы. От влажности зависит не только содержание сухого вещества, но и пригодность продукта для хранения и дальнейшей переработки. Избыточная влага способствует развитию микроорганизмов, в том числе вызывающих гниение и разложение продукта, ускоряет ферментативные, химические и другие процессы. В связи с этим содержание влаги в объекте предопределяет условия и сроки его хранения. Кроме того, влажность сырья влияет на технико-экономические показатели работы предприятий. Так, увеличение влажности муки на 1 % понижает выход хлеба на 1,5-2%, а повышение влажности мякиша хлеба на 1 % приводит к повышению его выхода на 2-3 %.

Теплофизиче ские свойства пищевых продуктов

К наиболее важным теплофизическим свойствам пищевых продуктов относят удельную теплоемкость, теплопроводность, температуропроводность, удельную энтальпию, криоскопическую температуру, плотность, равновесное давление пара.

Удельной теплоемкостью называется величина, численно равная количеству теплоты, необходимому для нагревания или охлаждения 1 кг вещества на 1°С. Изменение удельной теплоемкости продуктов в интервале температур замораживания определяется в основном начальным влагосодержанием продукта и количеством вымороженной воды. Теплоемкость убывает с понижением температуры, стремясь к нулю при абсолютном нуле температуры (третий закон термодинамики). Удельная теплоемкость воды равна 1 Дж/К, углеводов -- 0,34, жиров -- 0,42, белков -- 0,37 Дж/К, поэтому теплоемкость продуктов зависит от их химического соста­ва.Теплопроводность -- один из видов теплопередачи, при котором перенос теплоты имеет атомно-молекулярный характер. Явления теплопроводности возникают при разности температур между отдельными участками тела (продукта). Коэффициент теплопроводности численно равен количеству теплоты, переносимому через единицу площади поверхности в единицу времени при градиенте температуры, равном единице.

При положительных температурах температуропроводность продукта практически неизменна, но с началом льдообразования она резко уменьшается. Это вызвано выделением теплоты кристаллизации. При дальнейшем понижении температуры вследствие роста теплопроводности и уменьшения теплоемкости температуропроводность увеличивается и достигает постоянного значения, когда вода полностью переходит в лед. Энтальпия -- однозначная функция состояния термодинамической системы, часто называемая тепловой функцией или теплосодержанием, измеряется в Дж/кг. Данными об изменении энтальпии продовольственных продуктов в холодильной технологии пользуются обычно для определения отведенной или подведенной теплоты при холодильной обработке продуктов. Энтальпию отсчитывают при какой-либо начальной температуре (обычно?20°С), при которой ее значение принимается за 0.

Криоскопическойтемпературой называют температуру начала замерзания жидкой фазы продуктов. Тканевый сок продовольственных продуктов представляет собой диссоциированный коллоидный раствор сложного состава, которому соответствует криоскопическая температура?0,5 + ?5°С.

Плотностью называется отношение массы продукта к его объему. При замораживании плотность продукта уменьшается (на 5-8%), поскольку вода в тканях, превратившись в лед, увеличивается в объеме при неизменной массе. Плотность большинства скоропортящихся продуктов составляет около 1000 кг/м3.

Равновесное давление пара над поверхностью продукта Рп из-за содержания во влаге продуктов растворенных веществ (сахара, соли и др.) несколько ниже давления насыщенного пара Рн при той же температуре даже при полном насыщении.

Отношение давления пара воды, содержащейся в продукте, к давлению пара чистой воды (или льда) при той же температуре называется относительным понижением давления водяного пара.

Процессы холодильной обработки

Лучший способ консервирования - это тот, который позволяет длительное время хранить продукт с наименьшими потерями им пищевой ценности и массы.Способ консервирования холодом основан на том, что при понижении температуры значительно снижается активность жизнедеятельности. Кроме того, температура - это один из самых мощных факторов воздействия на химические реакции: в результате её снижения реакции в биологических объектах и пищевых продуктах замедляются. Температурный режим холодильной обработки устанавливается в зависимости от свойств продукта, сезонности их получения, требуемой продолжительности хранения и назначения продукции.

Продолжительность процесса замораживания зависит от вида продукта, его упаковки и толщины. Замерзание начинается с поверхности. Через некоторое время продукт покрывается твердой замороженной коркой, тогда как внутренние слои его остаются мягкими. Затем начинают промерзать и внутренние слои. Продолжительность замораживания зависит от тех же факторов, что и продолжительность охлаждения: от содержания жира, от толщины, от упаковки и тары, от температуры и скорости движения охлаждающей среды.

Все процессы холодильной обработки подразделяются на две группы:

ОСНОВНЫЕ - обязательные условия, без которых нельзя обеспечить население пищевым рационом:

1. Процессы в которых теплота отводится от продуктов и их температура понижается:

Охлаждение - это процесс понижения темп.продукта от начального до конечного значения, которое выше темп. Замерзания раствора в продукте, которая для большинства продуктов близка к -1, изменение природных свойств небольшие.

Переохлаждение (подмораживание) - понижение температуры….Которое не ниже -4 на глубине 1 см. от поверхности и 0 - 3 в толще, а толщина подмороженного слоя не должна превышать 25 см. Этот техн - ий процесс незначительно снижает качество охлаждённого продукта, например лосося, мяса, гот. мясных блюд. 2. Процессы в которых стремятся к поддержанию постоянной температуры: Хранение, транспортирование

3. Процессы в которых тепло подводится к продуктам с целью повышения их температуры и восстановления первоначального состояния:

Размораживание - повышение темп. Замороженного продукта для плавления содержащегося в них льда.

Отепление - подвод теплоты к охлаждённым продуктам с повышением их температуры до температуры окружающей среды или несколько ниже.

ПРОИЗВОДНЫЕ- процессы, в которых холод используется в качестве основы для переработки, изменения формы, вида и свойств пищевых продуктов:

Сублимационная сушка - способ консервации продукта путём сушки в замороженном состоянии. При этом способе пищевые продукты сохраняют практически все свои свойства, удаляется только влага. Первоначальное качество длительный срок хранения в течение ряда лет и продукт способен быстро восстанавливаться (сухие закваски, биопрепараты, гранулированный кофе, космическая пища).

Холодная сушка - процесс, протекающий при низких положительных температурах.

Криоконцентрирование - способ консервации продукта (напитков, разл. Фруктовых и овощных соков, молока, чая, кофе..) путём частичного обезвоживания его вымораживанием. Он состоит из 2 - х процессов льдообразования и сепарирования льда.

Криоизмельчение - процесс, при котором продукт переходит в хрупкое состояние и может быть измельчён до любого заданного размера (в области температур от -50 до -190oС).

Криоразмельчение - процесс, осуществляемый при температурах ниже криоскопической, при котором производится фракционирование - разделение частиц различных размеров, слипающихся при положительных температурах.Криоскопическая температура - температура начала образования кристаллов льда в жидкой фазе пищевых продуктов. Температура, соответствующая окончанию льдообразования, находящейся в продукте в свободном или связанном состоянии воды называется эвтектической (криогидратной) температурой.

Продолжительность процесса.

Замораживания зависит от вида продукта, его упаковки и толщины. Замерзание начинается с поверхности. Через некоторое время продукт покрывается твердой замороженной коркой, тогда как внутренние слои его остаются мягкими. Затем начинают промерзать и внутренние слои. Продолжительность замораживания зависит от тех же факторов, что и продолжительность охлаждения: от содержания жира, от толщины, от упаковки Толщина замораживаемого слоя влияет на продолжительность процесса замораживания. При больших значениях коэффициента теплоотдачи продолжительность замораживания пропорциональна квадрату толщины слоя продукта, в связи» с чем стремятся уменьшить эту толщину, например при фасовании продукта.и тары, от температуры и скорости движения охлаждающей среды. В морозильных аппаратах возможно получение замороженного продукта правильной геометрической формы и стандартных размеров, что, в свою очередь, дает возможность увеличить загрузку камер хранения и транспортных средств, механизировать и автоматизировать технологические операции. С теплофизической точки зрения замораживание предусматривает понижение температуры продукта ниже криоскопической, сопровождаемое льдообразованием. Вследствие превращения воды в лед происходит своеобразное обезвоживание продукта, что в сочетании с действием низких температур повышает стойкость продуктов при хранении. Размер, форма и распределение кристаллов льда, образующихся при замораживании, зависит от свойств продукта и условий замораживания. Быстрое снижение температуры продукта способствует образованию мелких, равномерно распределенных кристаллов льда. От размера кристаллов льда зависит степень повреждения клеток продукта. При медленном замораживании образуются крупные кристаллы льда и наблюдаются наибольшие структурные повреждения. Значительные механические повреждения, появление микротрещин возможны при сверхбыстром замораживании продукта. Таким образом, с понижением температуры и повышением скорости ее изменения, с одной стороны, увеличивается производительность морозильного устройства, а с другой стороны, возрастают энергозатраты и возможно ухудшение качества замороженной продукции, т. е. речь идет о выборе оптимальной скорости замораживания. Выбор скорости невозможен без расчета продолжительности замораживания. Возможности снижения температуры теплоотводящие среды для сокращения продолжительности замораживания невелики. По мере понижения температуры воздуха от --18 до --25°С на 1° продолжительность замораживания сокращается в среднем на 4,5%. Однако при этом возрастают затраты на выработку холода. При очень низкой температуре возникает опасность перемораживания поверхностных слоев продукта. Могут возникнуть внутренние напряжения и, как следствие, появление трещин. Чаще всего ускорение процесса замораживания достигается увеличением коэффициента теплоотдачи. Следует иметь в виду, что увеличение этого коэффициента в большей степени влияет на сокращение продолжительности процесса при замораживании тонких слоев, чем толстых. В зависимости от конструкции морозильных аппаратов увеличение коэффициента теплоотдачи реализуется различными путями. В воздушных аппаратах -- при интенсивном (со скоростью 4--5 м/с) обдуве продукта воздухом. При этом возрастает мощность электродвигателей вентиляторов, необходима также тепловая компенсация работы вентиляторов.

Расчёт температуры в термическом центре охлаждаемого продукта

ингредиент пищевой продукт флюидизация

Для выполнения расчётов по шифру выбираются исходные данные из Приложения 2. Расчёты следует выполнять в следующей последовательности.

Определяют температуропроводность продукта:

а = лох / (Сох · с) , м?/с,

где лох - коэффициент теплопроводности продукта, Вт / (м · к); сох - теплоёмкость продукта, кДж / (кг · К);

с - плотность продукта, кг/м?.

Рассчитывается критерий Био: Bi = (б · R) / лох,где б - коэффициент теплоотдачи между продуктом и охлаждающей средой, Вт/(м? ·К),выбирается в зависимости от условий теплообмена;

R - половина величины характерного размера (толщины, диаметра) продукта, м.

Рассчитывается критерий Фурье: F0 = (аох · ф) / RІ.

По номограмме (Приложение 4, 5, 6) находят значение величины безразмерной температуры U с учётом конкретной физической модели.

Подставив в выражение: U=(tк - ts) / (tM - ts), известные значения ts, tM, U определяют tк.

Наименование, продукта		Криоскопическая температура,	Плотность,	Теплоёмкость Сох, кДж / (кг·К)	Коэффициент теплопроводности, л, Вт/(м·К)
Говядина
Картофель
Клубника

Флюидизация

Компания «АГРОПРОМХОЛОД» представляет оборудование для заморозки и пищевые агрегаты: камера шоковой заморозки, инъектор. Наши специалисты рассчитают параметры установок для различных отраслей пищевого производства (например промышленная заморозка). Когда скорость работы конвейеров нужно увеличить, а качество продукции сохранить надолго, используется быстрая заморозка.

флюидизации (глубокой заморозки) ягод, фруктов, овощей, грибов и др. продуктов. Принцип действия данных аппаратов основан на заморозке продукта в воздушном потоке высокого давления, который подаётся под конвейерную ленту от высоконапорных вентиляторов, проходя предварительно через воздухоохладитель. Продукты замораживаются остаточно быстро и без деформации, что важно для продуктов влажных, с нежной консистенцией, которые могут слипаться. Во флюидизационном слое (во взвешенном состоянии) можно замораживать только мелко штучные продукты или продукты нарезанные на мелкие кусочки, которые близки по форме, размерам (20 - 25 мм.) и массе, например зелёный горошек, кубики моркови, ломтики яблок, клубнику, малину, смородину.

Основные преимущества данных систем: сохранение товарного вида и формы продукта; сокращение потерь влажности продукта (сохранение вкуса и снижение себестоимости); получение продукта так называемой «сухой заморозки», отделённого друг от друга; легко встраивается в производственную линию; низкие затраты на эксплуатацию.

К недостаткам этих аппаратов можно отнести следующее: потеря массы продукта вследствие испарения; быстрый рост инея на поверхности воздухоохладителей; значительных расход энергии на привод центробежных вентиляторов; потребность в относительной низкой температуре кипения и большие затраты на работу холодильной установки.

Процесс замора живания

Замораживанием называется отвод теплоты от продуктов с понижением температуры ниже криоскопической при кристаллизации большей части воды, содержащейся в продукте.

Процесс замораживания применяется также для достижения следующих целей:

1. отделения влаги при концентрировании жидких пищевых продуктов;

2. изменения физических свойств продуктов (твердость, хрупкость и др.) при подготовке их к дальнейшим технологическим операциям;

3. сублимационной сушки;

4. производства своеобразных пищевых продуктов и придания им специфических вкусовых и товарных качеств (мороженое,пельмени и другие быстрозамороженные продукты).

Эффект замораживания достигается при температуре в центре продукта минус 6 °С и ниже. Вода в продуктах содержит растворенные соли, поэтому она замерзает не при 0 °С, а при более низкой температуре, называемой криоскопической, значение которой на несколько градусов ниже температуры замерзания воды.

При -- 5 °С обычно замерзает около 75% воды в мясе, при -- 10 °С - более 80%, а при -- 20 °С - около 90%. Дальнейшее понижение температуры на эту величину практически не влияет.

Ниже приведены значения криоскопической температуры для ряда продуктов: мясо от -- 0,6 до -- 1,2 ?С; рыба от -- 0,6 до -- 2,0 ?С; яйца -- 0,5 ?С; молоко коровье -- 0,55 ?С; яблоки от -- 1,5 до -- 2,1 ?С; картофель от -- 1,1 до -- 1,6 ?С.

Замораживание продуктов может происходить быстро или медленно. При быстром замораживании в тканях образуются более мелкие кристаллы льда, меньше повреждающие ткани, поэтому качество продуктов сохраняется лучше.Продолжительность процесса замораживания зависит от вида продукта, его упаковки и толщины. Замерзание начинается с поверхности. Через некоторое время продукт покрывается твердой замороженной коркой, тогда как внутренние слои его остаются мягкими. Затем начинают промерзать и внутренние слои. Продолжительность замораживания зависит от тех же факторов, что и продолжительность охлаждения: от содержания жира, от толщины, от упаковки и тары, от температуры и скорости движения охлаждающей среды.

Замороженный продукт отличается от охлажденного рядом признаков и свойств:

1. твердостью - результат превращения воды в лед;

2. яркостью окраски - результат оптических эффектов, вызываемых кристаллизацией льда;

3. уменьшением удельного веса - следствие расширения воды при замораживании;

4. изменением термодинамических характеристик (теплоемкость, теплопроводность, температуропроводность).

При замораживании, в отличие от охлаждения, происходит частичное перераспределение влаги, травмирование тканей продукта кристаллами льда, а также иногда частичная денатурация белка. В общей сложности все это может снизить вкусовые и питательные достоинства продукта, если замораживание осуществлено неправильно.

Во время замораживания продуктов происходит их усушка. Унесенная воздухом влага осаждается на поверхности воздухоохладителей в виде "снеговой шубы". Усушка почти не происходит, если продукт находится в герметичной таре или упаковке.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Основные составные элементы пищевых продуктов растительного и животного происхождения. Консервирование холодом скоропортящихся пищевых продуктов для снижения скорости биохимических процессов. Способы размораживания мяса, сливочного масла, рыбы, овощей.

контрольная работа , добавлен 30.03.2012


Характеристика основных требований к безопасности пищевых продуктов: консервов, молочных, мучных, зерновых, мясных, рыбных, яичных продуктов. Санитарные и гигиенические требования к кулинарной обработке пищевых продуктов. Болезни пищевого происхождения.

курсовая работа , добавлен 20.12.2010


Состав и ценность для здорового рациона продуктов растительного происхождения, рекомендации по их использованию в сбалансированном питании. Пищевая и биологическая ценность продуктов животного происхождения. Характеристика консервированных продуктов.

курсовая работа , добавлен 11.12.2010


Характеристика всех технологических процессов обработки пищевых продуктов и приготовления полуфабрикатов, блюд и кулинарных изделий. Требования к качеству продукции. Изменения свойств продуктов под влиянием различных способов их тепловой обработки.

учебное пособие , добавлен 06.12.2010


Органолептические характеристики качества и безопасности продуктов: консервы, молоко, мясо, рыба, яйца, мука, хлеб. Санитарные требования к кулинарной обработке и хранению пищевых продуктов. Болезни пищевого происхождения, вызываемые микроорганизмами.

реферат , добавлен 21.03.2010


Проблемы безопасности пищевых продуктов. Модификация, денатурализация продуктов питания. Нитраты в сырье для пищевых продуктов. Характеристика токсичных элементов в сырье и готовых продуктах. Требования к санитарному состоянию сырья и пищевых производств.

курсовая работа , добавлен 17.10.2014


Потребительские свойства пищевых функциональных продуктов. Маркетинговые исследования потребительских мотиваций и анализ сегмента рынка пищевых продуктов. Обоснование выбора ингредиентов для производства пюреобразных супов функционального назначения.

дипломная работа , добавлен 03.11.2015


Технико-технологические карты блюд. Схемы алгоритма производства продукции. Характеристика пищевых продуктов, их технологические свойства. Процессы и изменения, происходящие при обработке пищевых продуктов, расчет их пищевой и энергетической ценности.

контрольная работа , добавлен 02.11.2012


Классификация пищевых продуктов и добавок. Этапы контроля продуктов питания: отбор пробы, приготовление смеси, выделение целевого компонента, анализ. Методы анализа пищевых продуктов: титриметрические, оптические, электрохимические и хроматометрические.

курсовая работа , добавлен 21.12.2014


Влияние добавок на консистенцию молочных продуктов. Стабилизаторы, применяемые в их производстве. Технологические свойства пищевых добавок на основе лактатов и белковых препаратов. Соевые изоляты. Свойства и функции загустителей и гелеобразователей.

В состав суточного рациона входят те или иные продукты питания, потребляемые в натуральном виде или после различной механической и тепловой кулинарной обработки. Каждый пищевой продукт отличается особым, присущим ему свойством воздействия на организм. В зависимости от лечебного назначения диеты некоторые продукты в рационе ограничивают количественно или полностью исключают, другие допускают только после специальной кулинарной обработки.

При составлении рациона необходимо помнить, что различные продукты различаются по своей пищевой ценности, однако среди них нет исключительно вредных, или исключительно полезных. Продукты полезны при соблюдении принципов сбалансированного, адекватного питания, но могут оказать вред при нарушении указанных принципов. Среди продуктов питания отсутствуют такие, которые удовлетворяют потребность человека во всех пищевых веществах. Перспективно использование комбинированных продуктов, которые по составу и свойствам максимально соответствуют потребностям людей.

Основные функциональные свойства некоторых пищевых продуктов приведены ниже.

Молоко и молочные продукты

По своему химическому составу молочные продукты занимают исключительное место среди продуктов животного происхождения, используемых в питании человека. Это обусловлено благоприятным соотношением входящих в состав молочного белка аминокислот, хорошей усвояемостью жира, находящегося в состоянии тонкой эмульсии, особыми свойствами молочного сахара, витаминным и минеральным составом молока.

Цельное свежее молоко используют в лечебном питании при гастритах и язвенной болезни желудка, сердечно-сосудистых заболеваниях, особенно при недостаточности кровообращения, туберкулезе, воспалительных процессах различной этиологии. Молоко противопоказано при энтероколитах, некоторых формах гастрита, нутритивной аллергии.

Молочнокислые продукты (кефир, простокваша, йогурт, ацидофильные напитки) отличаются повышенной кислотностью вследствие развития полезной микрофлоры; содержат значительное количество витаминов группы В (особенно В2), обладают выраженными антимикробными свойствами, обусловленными наличием антибиотических веществ.

Некоторые виды сквашенного молока содержат спирт, который образовался в результате спиртового брожения, вызванного некоторыми дрожжами (кефирными грибками): в кефире жирном - до 0,6%, в кумысе - до 2,5%.

В силу своих свойств кобылий кумыс получил широкое распространение в диетпитании при туберкулезе. Некоторые виды молока (чал из верблюжьего молока, кумыс) возбуждающе действуют на нервную систему и возбуждают аппетит.

Пахта - вторичный молочный продукт, образующийся при получении сливочного масла после сбивания сливок. Вследствие высокого содержания лецитина пахту применяют при болезнях печени, болезнях органов кроветворения, нервных расстройствах, атеросклерозе, запорах и других заболеваниях.

Сливки и сметана - продукты, отличающийся повышенным содержанием эмульгированного жира. Их получают сепарированием цельного молока (сметану дополнительно заквашивают, что повышает ее кислотность до 90 0 Т). В лечебном питании сливки и сметану используют при гастритах, язвенной болезни, в качестве жирового компонента в технологии приготовления блюд, где показано исключение жиров.

Творог получают кислотной или кислотно-сычужной коагуляцией молока. В твороге молочные белки вследствие конформационных изменений и определенного пространственного расположения молекул обладают более доступными и легкоатакуемыми свойствами для пищеварительных ферментов. Творог содержит большое количество водо- и жирорастворимых витаминов (в 100 г продукта содержится около одной суточной нормы витаминов А, Е и В12; около половины суточной потребности в тиамине и рибофлавине).

Сбалансированный химический состав творога делает его незаменимым продуктом в диетпитании, однако вследствие высокой кислотности (до 270 0 Т у нежирного творога первого сорта) его применение ограничено. При заболеваниях желудка кислотность творога не должна превышать 170 0 Т. В связи с этим, для людей, страдающих такими заболеваниями, творог изготавливают путем створаживания свежего молока солями кальция или столовым уксусом. Кислотность такого творога не превышает 50 0 . Для придания кислого вкуса к такому творогу иногда добавляют сметану.

Сыры получают молочнокислым или ферментативным осаждением белков молока с последующим удалением сыворотки. По своему химическому составу сыры являются белково-жировыми концентратами, причем белки и жиры сохраняют в сырах свойства натурального молока.

Как полноценные продукты питания, сыры используют в лечебном питании после инфекционных заболеваний и операций в качестве источника полноценного белка и кальция, а также благодаря их ацидотическим свойствам.

Сыры возбуждающе воздействуют на центральную нервную систему, особенно на ночь. Это, вероятно, обусловлено тем, что в результате созревания сыров образуются аминные соединения - фенилэтиламин и тирамин.

Мороженое является высокоценным пищевым продуктом, поскольку содержит молоко, сливки, яйца, сахар, плодово-ягодные и другие компоненты. В лечебном питании мороженое используют при внутренних кровотечениях (благодаря низкой температуре мороженое рефлекторно сужает кровеносные сосуды внутренних органов и расширяет периферийные сосуды). Мороженое следует исключить в диетах, где показано термическое щажение.

Сухую белковую смесь изготавливают из сухого обезжиренного молока и осветленной крови убойных животных. Продукт богат витаминами группы В, легкоусвояемым железом, кальцием и другими минеральными элементами. Смесь показана при язвенной болезни, гастрите, колитах, анемии.

Яичные продукты

Яйца относят к полноценным продуктам питания. Их применяют в диетпитании достаточно часто. Все пищевые вещества содержатся в яйце в сбалансированном соотношении. Белок свежеснесенного яйца используют как ощелачивающий фактор при воспалительных заболеваниях. Однако использовать сырые яичные белки нельзя, так как они содержат мукопротеин аведин, который связывает витамин Н (биотин). В сыром белке содержится ингибитор трипсина, в связи с чем до 50% яичного белка не подвергается гидролизу и быстро эвакуируется из желудка. Это используют при лечении язвенной болезни.

Значительное (в 5-10 раз) преобладание лецитина над холестерином, содержащимся в яичном желтке обеспечивает правильное его использование организмом. Поэтому полностью исключать яйца из рациона нельзя.

Сырой яичный желток вызывает сокращение желчного пузыря и выделение желчи, что обуславливает ограничение количества яиц в рационах для больных холециститом и желчнокаменной болезнью.

В яйцепродуктах содержатся серосодержащие аминокислоты, которые участвуют в синтезе тиоловых соединений, что определяет их использование при заболеваниях нервной системы и включение в рационы лечебно-профилактического питания для лиц, работа которых связана с воздействием неврогенных промышленных веществ (мышьяка, ртути, свинца, олова). Наличие в яйцепродуктах лецитина и железа усиливает кроветворение.

Мясо и мясопродукты

В диетпитании используют различные виды нежирного мяса молодых кроликов, сельскохозяйственной птицы, крупного и мелкого рогатого скота, свиней, а также некоторые субпродукты (печень, сердце, язык).

В некоторых видах мясопродуктов содержится высокое количество железа, что учитывают при составлении рационов для людей с заболеваниями органов кроветворения. Как показали результаты экспериментов, благотворное влияние при недостаточности кровообращения оказывает пюре сырого сердца с добавлением яблок, сахара и специй.

Перевариваемость мяса зависит от его вида и способа кулинарной обработки. Установлено, что 250 г отварной телятины покидают желудок за 2-3 часа, вареной говядины через 3-4 часа, жареной говядины - через 4-5 часов.

В целом, переваривание пепсином и трипсином белков мяса протекает медленнее, чем белков рыбы. Особенно медленно идет протеолиз белков свинины. Лучше всего переваривается мясо цыпленка и молодая баранина. Тощие сорта мяса перевариваются хуже. Перевариваемость можно увеличить, предварительно отбив мясо перед тепловой кулинарной обработкой (рубленные блюда перевариваются еще быстрее), а также жарить мясо при небольшом нагреве. Перевариваемость мясных блюд увеличивается с увеличением тщательности пережевывания. Мясные полуфабрикаты, богатые соединительной тканью, лучше отваривать, так как этот вид тепловой кулинарной обработки обеспечивает эффективное расщепление соединительно-тканных белков.

В диетпитании большое значение имеет количественный и качественный состав экстрактивных веществ. Азотистые экстрактивные вещества мышечной ткани кроме растворимых белков включают креатин, креатинин, карнозин, метилгуанидин, инозитовую кислоту, карнитин, аминокислоты и пуриновые основания, к которым относят гипоксантин, гуанидин, ксантин (входят в состав нуклеиновых кислот).

В концентрированном бульоне при гидромодуле 1:1 содержится до 8 г экстрактивных веществ и пуринов, 2 г белков, 9 г глютина, 2,5 г жира и 4,7 г минеральных веществ.

Таблица 1

При тепловой обработке в зависимости от вида изделия происходит удаление экстрактивных веществ: при варке из 100 г мяса куском до готовности удаляется 65% экстрактивных веществ, при варке в виде котлет из фарша с хлебом - 38%, из фарша с рисом - 27%, а котлет без хлеба - 52%

Все экстрактивные вещества мяса являются стимуляторами желудочной секреции, оказывают возбуждающее действие на центральную нервную систему и повышают аппетит. Конечным продуктом пуринового обмена у человека является мочевая кислота. Этим определяется их дифференцированное использование в лечебном питании.

Печень наиболее широко применяют в лечебном питании (при мочекаменной болезни, связанных с нарушением эпителия) из-за наличия значительного количества витаминов группы В, жирорастворимых, гормонов, минеральных и других веществ.

Желатин является неполноценным белком гидротермического распада коллагена. Свойство образовывать студни, отличающиеся легкой усвояемостью, и не оказывающие возбуждающего воздействия на секреторные органы позволяет его использовать в диетпитании и при сердечно-сосудистых заболеваниях. Выявлено, что студни из некоторых субпродуктов, содержащих повышенное количество соединительно-тканных белков, целесообразно использовать при внутренних кровотечениях. Механизм этого явления (позитивного влияния желатинизированного коллагена) не установлен, однако более эффективен желатин в студне, так как в чистом и диализированном виде он теряет свойство усиливать свертываемость крови.

Некоторые виды колбасных изделий также нашли применение в диетотерапии. Мясные колбасы отличаются по способу приготовления (вареные, полукопченые, копченые, сырокопченые). Благодаря содержанию в рецептуре пряностей и копчению они хорошо возбуждают аппетит. Целесообразно использовать в диетпитании при заболеваниях органов кроветворения кровяной колбасы и зельцев, так как они отличаются высоким содержанием железа.

Однако необходимо помнить, что полукопченые, копченые и жирные сорта колбас обременяют органы пищеварения и в лечебном питании их практически не используют. В диетпитании используют вареные колбасы, особенно докторскую, диетическую, молочную, детскую, диабетическую.

Рыба и нерыбное водное сырье

Рыба и нерыбное водное сырье (морская капуста, мидии, крабы, креветки, раки, омары, лангусты и др.) являются значительным резервом для выпуска продукции специального назначения на предприятиях общественного питания. Продукты данной группы служат источником полноценного белка, так как содержат все незаменимые аминокислоты. Это особенно характерно для икры частиковых рыб (в среднем в рыбе различных видов содержится 15-20% белка).

В 100 г частиковой икры содержится 0,95 г триптофана; 3,39 г лизина и 1,27 г метионина.

В диетпитании используют преимущественно нежирную рыбу и рыбу средней жирности (до 8%). Жирную рыбу (сельдь, угорь, осетр, севрюга, белуга) используют реже. Следует однако учитывать, что некоторые виды рыб содержат значительное (более 15%) количество жира (в печени трески содержится до 68% жира). Рыбий жир отличается высоки содержанием витаминов А и D (до 10000 МЕ).

Пищевая ценность рыб и нерыбного водного сырья колеблется в зависимости от возраста, рационов, времени года, видовых особенностей и других факторов. Наиболее значительные изменения происходят в химическом составе во время размножения.

Кета во время нереста теряет более 7% белковых веществ; количество жира уменьшается в 120 раз.

В связи с низким содержанием в мясе рыб соединительной ткани и относительно низким содержание оксипролина, темпы переваривания мяса рыб и нерыбного водного сырья сопоставимы со временем переваривания белков молока. Этому способствует повышенное (по сравнению с мясом убойных животных) выделение желудочного сока. Вяленая и сухая рыба усваиваются значительно хуже.

Соединительная ткань состоит из заменимых аминокислот, преобладающими из которых являются три: пролин, глицин, и оксипролин. Аминокислоты, соединенные между собой амидной (пептидной) связью, закручены в виде спиралей. Прочность этого каркаса зависит от наличия оксипролина, который является главным формирующим элементом структуры соединительной ткани.

В рыбе содержится значительное количество пуриновых оснований (50-100 мг%) и мочевой кислоты (10-30 мг%). В значительном количестве эти вещества содержатся в консервах (особенно шпротах и сардинах).

Обоснованием использования мяса рыб и морепродуктов в рационах при заболеваниях почек, желудка и болезнях обмена веществ служат результаты экспериментов, показывающих содержание экстрактивных веществ в исходном сырье и их переходе в варочную среду. Установлено, что количество остаточного азота в моче при потреблении рыбы в 2 и более раза выше, чем при потреблении мясопродуктов (это служит основанием для снижения потребления рыбных продуктов при соответствующих заболеваниях).

При использование соленой рыбы и икры необходимо учитывать в ней содержание поваренной соли: в зернистой - 5-10%, в паюсной - 5%, в икре частиковых рыб - до 10%. Свежая икра частиковых рыб обладает липотропными свойствами, что нашло применение при заболеваниях печени и сердечно-сосудистой системы.

Некоторые рыбные блюда (главным образом, гастрономия) отличаются высокими вкусовыми достоинствами. Их включают в рацион в ограниченном количестве для повышения аппетита.

В противосклеротических диетах использование морепродуктов всех видов повышает коагулирующую способность крови, стимулирует выведение холестерина, нормализует липидный обмен. Морская капуста стимулирует перестальтику кишечника и показана при запорах, а также в случаях гипотиреоза (снижение функции щитовидной железы).

Мука, отруби, хлеб

Мука, полученная при тонком помоле, состоит из мелких частиц центра зерна, наружные слои которого удалены. Чем тоньше помол и выше сорт муки, тем меньше в ней белков и особенно минеральных веществ, витаминов. пищевых волокон, но больше крахмала и лучше перевариваемость и усвояемость крахмала и белков.

Богатую белками, витаминами группы В, пищевыми волокнами, лецитином и другими фосфолипидами соевую муку используют для мучных изделий при заболеваниях печени и атеросклерозе.

Отруби пшеничные богаты пищевыми волокнами, витаминами группы В, магнием, калием применяют в лечебной кулинарии для добавления в мучные изделия, каши, супы, мясные, рыбные, овощные рубленные блюда, для приготовления витаминных напитков. Их используют в диетах при гипертонической болезни, сахарном диабете, атеросклерозе, ожирении, запорах, желчнокаменной болезни. Отмытые от крахмала отруби применяют при заболеваниях почек, сахарном диабете, ожирении.

В диетпитании используют различные сорта белого и ржаного хлеба, а также их специализированные (диетические) сорта, которые разработаны для лиц с определенными заболеваниями (например, бессолевой хлеб или хлеб с повышенным количеством балластных веществ для больных ожирением и сахарным диабетом).

Хлеб долго задерживается в желудке в связи с медленной атакуемостью пепсином и трипсином (исключение составляет белый хлеб из муки высшего сорта). На хлеб необходимо в три раза больше желудочного сока, чем на белки молока.

Овощи и плоды

Продукты растительного происхождения нашли широкое применение в диетическом питании. Лечебными свойствами обладает черная смородина, малина, шиповник, тыква, чернослив, укроп, лук и т.д. Большинство овощей и фруктов являются источниками водорастворимых витаминов, минеральных солей, ферментов, органических кислот и дубильных веществ. Плоды и овощи способствуют желчеотделению, стимулируют перестальтику кишечника и способствуют выведению холестерина. Клеточные стенки растений содержат пектиновые вещества (полимеры, состоящие из галактуроновых кислот), которые при набухании в организме образовывают труднорастворимые комплексы с органическими и неорганическими токсинами (радионуклидами, тяжелыми металлами и т.д.). Способность пектиновых веществ к адсорбции токсинов зависит от содержания свободных (неэтерифицированных) карбоксильных групп.

При низкой калорийности плоды и овощи отличаются большим объемом, что способствует чувству насыщения. Растительные продукты содержат тартроновую кислоту, которая тормозит превращение углеводов в жиры; зольный остаток большинства плодов и овощей имеет щелочную реакцию, что служит регулятором рН-равновесия в организме (препятствует ацидозу).

Лиственная зелень (петрушка, шпинат, щавель, зеленый лук и т.д.) отличается большим количеством витаминов С, Е, К и некоторых витаминов группы В (пиридоксин, фолиевая кислота, инозит). В умеренном количестве использование листовых овощей показано при атеросклерозе. Из-за большого содержания щавелевой кислоты (до 400 мг%) листовые овощи (особенно щавель, ревень и шпинат) исключают при дефиците железа и кальция (она блокирует усвоение этих элементов путем образования нерастворимых солей). Наличие повышенного количества клетчатки делает плоды и овощи плохоперевариваемой пищей, что используют при запорах.

Существует мнение, что сырой капустный сок, вследствие наличия витамина U способствует эффективному воздействию на организм при гастритах, язвенной болезни, гепатитах и колитах. Однако, при составлении рационов необходимо помнить, что капустный сок обладает сокогонным действием и способствует газообразованию.

Квашеная капуста также обладает лечебными свойствами. В результате смешанного брожения (спиртового и молочнокислого) она становится более доступной для воздействия пищеварительных ферментов. Сок квашеной капусты стимулирует работу секретных желез. Из-за большого количества молочной кислоты сок показан при сахарном диабете.

В лечебном питании широко используют цветную капусту. Она содержит до 70 мг% аскорбиновой кислоты; 1,4 мг% железа и 0,1 мг% витамина В1. Цветная капуста содержит в пониженном количестве серу и клетчатку, что облегчает ее переваривание, не раздражая при этом стенок желудка. Не рекомендуют цветную капусту при подагре и заболеваниях почек, так как она содержит гораздо больше пуринов, чем белокочанная капуста.

Основной клубнеплод, используемый в питании людей - картофель. Его широко используют в диетпитании учитывая, что он содержит низкое количество клетчатки. Однако картофель среди других овощей отличается высоким содержанием крахмала, что делает его калорийным и его исключают в диетах, рекомендуемых при ожирении.

Белки картофеля являются полноценными (содержат все незаменимые аминокислоты), но количество белка в 8-12 раз ниже, чем в продуктах животного происхождения. По данным некоторых исследователей сырой картофель содержит ингибитор пепсина, в связи с чем сырой картофельный сок включают в диету при язвенной болезни желудка и гастритах.

Картофель легко переваривается - 150 г картофеля эвакуируются из желудка через 2-3 часа. Это, очевидно, связано с наличием соланинового сахара, возбуждающего деятельность желудочно-кишечного тракта. У некоторых людей картофель, в связи с высоким содержанием крахмала, вызывает усиленное газообразование; при сочетании с морковью это явление отмечают значительно реже. Высокое содержание калия (по сравнению с натрием) оказывает мочегонное действие этого клубнеплода и обуславливает его применение в питании людей при заболеваниях почек и сердца.

Механическая и тепловая кулинарная обработка должны способствовать сохранению в продукте пищевых веществ (преимущественно, витаминов и минеральных солей). Для этого необходимо использовать варку на пару, в кожуре, запекание; рекомендуемые блюда из картофеля в диетах с механическим щажением - пюре и суфле.

Другие виды корнеплодов (свекла, морковь, брюква и т.д.) используют в пищу преимущественно в отварном виде. Многое из них содержат сахара (до 7% и более), минеральные элементы (очень важны калий и железо, а также другие элементы, входящие в зольный остаток и обладающие щелочными свойствами), бетаин, который необходим для синтеза холина. Бетаин и холин препятствуют жировому перерождению печени. Активность бетаина в три раза ниже активности холина.

Белки большинства корнеплодов являются неполноценными (скор некоторых аминокислот составляет 50% и менее). При включении овощей в рацион усвояемость поступившего с пищей белка повышается в среднем на 10-20%.

Особый практический интерес представляет протопектин, который содержится в корнеплодах в лечебно-профилактических количествах. При тепловой обработке нерастворимый в воде протопектин переходит в растворимый пектин. Свойство пектинов адсорбировать холестерин, ионы тяжелых металлов, радионуклидов, органических ядов и других токсичных для организма веществ обусловлено их строением. При гидролизе пектины дают значительное количество (до 70%) галактуроновой кислоты, имеющей свободные карбоксильные группы и обладающие адсорбционной способностью.

Редька, брюква, редис, лук, чеснок и другие овощи обладают желчегонным действием из-за наличия эфирных масел и фитонцидов (дефензонат, синигрин, аллицин, сативин). Это свойство усиливается при использовании в качестве заправки растительных масел (особенно оливкового). Большинство веществ обладает антибиотическими и другими лечебными свойствами (их используют для снижения гнилостных процессов в кишечнике, для нормализации давления, при атеросклерозе). Однако указанные овощи противопоказанны при язвенной болезни, гастритах и заболеваниях почек.

Тыкву, вследствие высокого содержания железа и калия, используют при заболеваниях органов кроветворения и как мочегонное средство. Семена тыквы обладают лечебными и профилактическими свойствами в отношении глистной инвазии.

Огурцы, дыни и арбузы в связи с высоким содержанием воды (до 97%) и калия и низким количеством натрия обладают мочегонным действием. Огурцы показаны при составлении рационов разгрузочных дней (низкокалорийные диеты). Есть данные об активности тартроновой кислоты, содержащейся в огурцах и тормозящих липогенез. В арбузах и дынях содержится до 0,15 мг% фолиевой кислоты.

Бобовые культуры являются источником белка, углеводов (а в сое - и жира). Белок бобовых - легумин менее полноценен, чем белок животной ткани в связи с небольшим количеством дефицитных аминокислот - триптофана, метионина и лизина. Исключением является соя. В ней содержится 0,714%; 0,927% и 1, 826% триптофана, метионина и лизина, соответственно, что в 3; 1,9 и 1,1 раза больше, чем в мясе говядины.

Липиды бобовых представлены высоконепредельными тригицеридами и лецитином. Наличие значительного количества клетчатки (до 5%) способствует раздражению слизистой оболочки желудка, метиоризму и препятствует быстрому расщеплению крахмала.

По перевариваемости белки бобовых относят к медленно атакуемым пепсином и трипсином. Тепловая кулинарная обработка способствует расщеплению белков. Некоторые бобовые (соя, фасоль) содержат ингибиторы протеиназ. Антиферментные вещества могут сохранять свою активность после двухчасового кипячения.

Тепловая кулинарная обработка бобовых должна предусматривать удаление (или размягчение) кожицы, богатой клетчаткой: варка в щелочной среде (в мягкой воде) обеспечивает лучшее переваривание и усвоение бобовых. Отметим, что за исключением зеленого горошка и сои, бобовые способствуют сдвигу рН среды организма в кислую сторону (способствуют ацидозу).

В лечебном питании широко используют фрукты, ягоды и орехи в свежем, отварном, сушеном и консервированном виде. При использовании фруктов и ягод необходимо учитывать качественный и количественный состав содержащихся в них сахаров, пектиновых и дубильных веществ, органических кислот, эфирных масел, минеральных солей и витаминов. Необходимо помнить, что в одном и том же плоде в зависимости от селекции содержание пищевых веществ может значительно различаться.

Из трех органических кислот, встречающихся в плодах, более резкое ощущение кислого вкуса дает винная кислота. Ощущение кислого зависит не только от количества, но и от вида органической кислоты. Наиболее приятное ощущение дает лимонная кислота.

Вяжущий и терпкий вкус придают плодам дубильные вещества, наличие которых обосновывает их использование в диетпитании.

Углеводы в плодах представлены преимущественно моносахарами: глюкозой и фруктозой (реже - сахарозой, образующей при гидролизе глюкозу и фруктозу). В связи с тем, что фруктоза усваивается без инсулина, плоды, ее содержащие (например, семечковые), рекомендуют при заболеваниях диабетом. В косточковых (кроме вишни и черешни) преобладают глюкоза и фруктоза. В ягодах количество глюкозы и фруктозы примерно одинаково, но в них меньше всего сахарозы.

Клетчатка в ягодах содержится в количестве от 0,3% (черешня) до 5,5% (малина). К другим неусвояемым углеводам относят пектин. Его технологическое свойство образовывать студни (желе) обуславливает широкое использование фруктов и ягод в диетпитании. Ягоды легко эвакуируются из желудка и легко усваиваются. Большинство фруктов и ягод препятствуют ацидозу. Показаны фрукты и ягоды при сердечно-сосудистой недостаточности, ожирении, болезнях печени и почек.

Повышенное количество калия обуславливает диуретические свойства плодов и ягод. Калий-натриевый коэффициент колеблется от 130:1 до 400:1, что благоприятно для организма человека. Высокое содержание железа и меди в косточковых плодах позволило рекомендовать их при малокровии и анемии.

Консервированные и сухие фрукты и ягоды, соки на их основе (особенно с мякотью) в связи с сезонностью получения основного сырья нашли широкое применение в лечебном питании, поскольку очень часто сохраняют лечебные свойства свежих продуктов.

Ореховые плоды из-за большой калорийности не нашли широкого применения в диетотерапии. Их рекомендуют в протертом виде при гипертонии, запорах, малокровии и атеросклерозе. В связи с высоким содержанием жира, орехи стимулируют желчеотделение.

Грибы в лечебном питании также применяют мало, поскольку они обладают невысокой пищевой ценностью и содержат много азотистых экстрактивных веществ и пуриновых оснований. Из-за высокого содержания клетчатки белки грибов усваиваются плохо.

Крупы и макаронные изделия

Крупы, изготовляемые из различных видов злаков, а также макаронные изделия широко используют в диетпитании.

Белки круп и макаронных изделий лимитированы по некоторым аминокислотам. Количество клетчатки, как правило, невысоко и зависит от способа обработки злака, а в макаронных изделиях - от сорта муки. Зольный остаток круп имеет кислую реакцию. Из некоторых видов круп готовят муку очень тонкого помола (это особенно важно при механическом щажении).

Овсяные крупы (овсянка, геркулес, толокно) при правильной тепловой кулинарной обработке образуют слизистые отвары, которые используют при желудочных заболеваниях. Белки овсяной крупы обладают липотропными свойствами (нашли применение при заболеваниях сердца и печени).

При хроническом отравлении свинцом в диету включают овсяную крупу, которая способствует мобилизации свинца из депо и выведению его из организма. В детском питании овсяные крупы готовят на молоке, что восполняет дефицит кальция.

Манную крупу вследствие хорошей перивариваемости используют при заболеваниях почек. Кукурузная крупа содержит плохо усвояемый белок, но хорошо тормозит процессы брожения и гниения в кишечнике.

Пшено хоть и содержит много никотиновой кислоты и минеральных элементов (медь, никель, марганец, цинк), но его ограниченно используют из-за быстрого окисления содержащихся липидов. Свежее пшено показано при заболеваниях сердечно-сосудистой системы и печени в связи с липотропными свойствами.

Гречневая крупа (особенно продельная) содержит много клетчатки, так как часть оболочки остается на зернах. В сочетании с молоком, гречневая каша дает организму идеальную аминограмму. Гречневая крупа богата лецитином, что обуславливает ее использование при заболеваниях печени, нервной и сердечно-сосудистой систем.

Крупы из ячменя (перловая и ячневая) содержат много клетчатки, что используют при лечении запоров. Повышенное количество фолиевой кислоты и железа позволяет рекомендовать их при анемии.

Благодаря шлифованию, рис содержит всего 0,4% клетчатки. Его широко используют в лечебном питании при заболеваниях желудочно-кишечного тракта. При отваривании рис образует слизистый отвар. Белково-крахмальная слизь слабо возбуждает желудочную секрецию и быстро покидает желудок.

Крупу саго получают путем переработки крахмала саговых пальм и используют в диетах, в которых необходимо исключить глютеин злаковых.

Комбинированные крупы имеют улучшенный аминокислотный состав, повышенное количество белка, минеральных веществ и витаминов группы В. Для их изготовления в крупяную муку одного или нескольких видов вводят обогатители (молоко, соевую муку, дрожжи), смесь пропаривают и формуют крупу. Эти крупы не содержат посторонних примесей, быстро развариваются, удобны для приготовления различных блюд. При обогащении обезжиренным молоком рисовой муки получают крупу “Здоровье”, гречневой - “Пионерскую”, овсяной - “Спортивную”.

Для крупяных отваров и протертых каш в механически и химически щадящих диетах используют диетическую муку - гречневую, рисовую, злаковую.

Макаронные изделия содержат мало балластных веществ и отличаются хорошей усвояемостью. Пищевую ценность повышают путем добавления в тесто яйцепродуктов. Исключают макароны при ожирении и сахарном диабете, а также целиакии (болезнь, при которой исключают из рациона белки злаковых культур).

Сахаристые и вкусовые продукты

Первая группа - это продукты с высоким содержанием сахара. Отличительной особенностью продуктов данной группы (напитки, сладкие блюда, кондитерские изделия) является высокая энергетическая ценность. В связи с высокой калорийностью, применение сахара должно быть умеренным, а иногда и вообще исключено (например, при ожирении или сахарном диабете). Сахар способствует связыванию воды в организме. Вместе с тем, наличие сахара в рационе является необходимым условием обезвреживающей функции печени.

Избыток сахара нарушает нормальное течение цикла Кребса, приводя к аккумуляции ацетилкофермента А, который принимает участие в синтезе жирных кислот и холестерина

Повышенное потребление сахаров приводит к нарушению процессов возбуждения и торможения в коре головного мозга, а также ухудшает деятельность сердечно-сосудистой системы.

Желированные кондитерские изделия обладают хорошими органолептическими показателями, но имеют невысокую пищевую ценность. Целесообразность их использования объясняется наличием в качестве структурного элемента различных пектинов (свекловичного, яблочного, цитрусового), которые обладают адсорбционными свойствами в отношении токсичных веществ различной природы.

Пчелиный мед содержит до 75% сахаров. Обладая некоторыми лечебными свойствами (при сердечно-сосудистых заболеваниях, язвенной болезни, туберкулезе), мед включают в диету учетом общего воздействия на организм повышенного количества сахара. Кроме того, мед способствует проявлениям аллергии. Суточная потребность в меде должна составлять не более 120-150 г.

Продукты гидролиза крахмала (патоку, мальтозный сироп) редко используют в диетотерапии. Иногда их применяют взамен сахара при заболеваниях печени и сердечной недостаточности.

Ограниченно используют в лечебном питании какао и шоколад. В рационе они играют роль преимущественно вкусовых наполнителей и увеличивают калорийность диеты. Хотя в этих продуктах высоко содержание железа, это не используют в диетпитании, поскольку повышенное содержание в какао и шоколаде щавелевой кислоты, связывающей железо, делает трудноусвояемым данный элемент.

В диетпитании особое место отведено сахарозаменителям - шестиатомному спирту сорбиту и пятиатомному - ксилиту. По степени сладости ксилит равноценен сахарозе, а сорбит вдвое менее сладок. Оба алкоголя рекомендованы при ожирении и диабете вместо сахарина, поскольку являются нетоксичными. Энергетическая ценность ксилита - 4 ккал/г, сорбита - 3,4 ккал/г. Ксилит в большей степени, чем сорбит, обладает желчегонным и послабляющим свойством при приеме натощак в количестве 30-35 г. Доза ксилита в пределах до 50 г в день во время еды в несколько приемов послабления не вызывает.

Благодаря значительному содержанию кофеина (до 3,3%) чай оказывает стимулирующее действие на нервную систему, способствует повышению тонуса сосудов, незначительно повышает артериальное давление. Чай рекомендован при различных колитах из-за высокого содержания танинов.

Кофе содержит дубильные вещества и большое количество никотиновой кислоты, обуславливающей целесообразность его применения при соответствующих показаниях. Кофе обладает ярко выраженным тонизирующим действием и возбуждает центральную нервную систему.

В лечебном питании очень часто ограничивают содержание поваренной соли, так как катионы натрия поддерживают воспалительные процессы, повышают влагоудерживающую способность тканей, повышают артериальное давление, возбуждающе действуют на центральную нервную систему. Поваренная соль показана при сильном потении, поносах, ожогах и рвоте.

Пряности - растительные продукты, улучшающие вкус и аромат пищи в связи с наличием в них эфирных масел, гликозидов и других веществ. Употребляют высушенные части растений: плоды (анис, тмин, кориандр, кардамон, перец, ваниль), семена (укроп, мускатный орех), цветы (шафран, гвоздика), листья (лавровый лист), кору (корица), корни (имбирь). Применение разрешенных пряностей и пищевых кислот особенно важно для “маскировки” бессолевых блюд; в других случаях использование пряностей ограничено (кроме диет № 2, 9, 15 и других в зависимости от степени тяжести заболевания).

Санасол - имитатор поваренной соли. Состоит из солей калия (70%), кальция и магния, хлорида аммония и глутаминовой кислоты. Санасол добавляют во вторые (реже - в первые) блюда непосредственно перед их употреблени

Всё, кроме кислорода, человек получает для своей жизнедеятельности из пищи. "Недаром над всеми явлениями человеческой жизни господствует забота о насущном хлебе…"
(И. П. Павлов).

Пищевой продукт — это продукт животного, растительного, минерального или биосинтетического происхождения, предназначенный для употребления в пищу человеком как в свежем, так и в переработанном виде (ГОСТ Р 51074-97 "Продукты пищевые. Информация для потребителей. Общие требования"). К пищевым продуктам относят напитки, жевательную резинку и любые вещества, применяемые при изготовлении, подготовке и переработке пищевых продуктов, но не относят косметическую продукцию, табачные изделия и вещества, используемые только в качестве лечебных средств.

В сфере товарно-денежных отношений пищевые продукты приобретают категорию продовольственных товаров .

Таблица 13

Пищевые продукты удовлетворяют потребности человеческого организма в энергии, пластических и биологически-активных веществах, участвуют в формировании иммунитета, регулируют обмен веществ, обеспечивают удовлетворение органолептических ощущений. Среднее потребление пищи в сутки составляет около 800 г (без воды) и около 2000 г воды. В табл. 13 приведена средняя суточная потребность взрослого человека в основных питательных веществах.

Наша пища состоит из большого числа различных химических соединений: белков, жиров, углеводов, и др. Рассмотрим наиболее важные из них.

Вода входит в состав всех пищевых продуктов, но в разных количествах. Она составляет около 2/3 массы тела человека и обеспечивает протекание важнейших биохимических и физиологических процессов в организме. Потеря организмом воды в количестве 6-8% от массы тела приводит к серьезным физиологическим нарушениям, а свыше 10-12% — к изменениям, несовместимым с жизнью. Потребности человеческого организма в воде удовлетворяются за счет употребления питьевой воды и напитков, пищевых продуктов, содержащих воду, а также за счет воды, образующейся в тканях при биологическом окислении различных веществ (белков, жиров, углеводов и др.).

К пищевым продуктам с высоким содержанием воды относят свежие плоды и овощи (65-95%), молоко (87-90%), рыбу (62-84%), мясо (58-74%), печеный хлеб (42-51%). Эти продукты нестойки при хранении, поскольку вода является благоприятной средой для развития микроорганизмов, протекания биохимических, химических и других процессов. Они быстро подвергаются различным видам порчи, а для продления сроков хранения нуждаются в консервировании.

Низким содержанием воды отличаются мука, крупа, макаронные изделия (12-15%), чай и кофе (3-8%), крахмал (13-20%), сухофрукты (12-25%). Очень мало воды в сахаре, соли, растительных маслах и животных топленых жирах (десятые доли процента). Эти продукты сохраняются лучше, но, обладая высокой гигроскопичностью (способностью поглощать и удерживать водяные пары из окружающей атмосферы), они легко увлажняются, что приводит к потере сыпучести, слеживанию, комкованию и другим нежелательным изменениям качества.

См.далее:

Кроме перечисленных групп химических соединений, в состав пищевых продуктов входят органические кислоты, ферменты, фенольные, красящие и ароматические вещества, которые оказывают большое влияние на их качество и сохраняемость.

Потребительские свойства продовольственных товаров. Безопасность продовольственных товаров. Понятие о пищевой ценности

Структура потребительских свойств продовольственных товаров схематично представлена на рис. 11.

Важнейшим потребительским свойством продовольст-венных товаров является их безопасность . При характеристике безопасности продовольственных товаров оценивают их химическую и санитарно-гигиеническую безопасность.

Рис. 11. Структура потребительских свойств продовольственных товаров

Химическая безопасность продовольственных товаров связана с отсутствием или предельно допустимым содержанием в их составе токсичных химических веществ. Для большинства пищевых продуктов такими веществами являются: тяжелые металлы (мышьяк, ртуть, кадмий, свинец, медь, цинк, железо, олово), пестициды, радионуклеиды и микотоксины. В некоторых продовольственных товарах регламентируется содержание антибио-тиков и гормональных препаратов (в молочных и мясных товарах), нитратов (в плодоовощных товарах), нитритов (в колбасных изделиях и мясокопченостях), метилового спирта (в коньяках, водках и ликероводочных изделиях) и других токсичных веществ.

Показатели безопасности продовольственных товаров проверяются при проведении обязательной сертификации. Характеристику пищевой ценности, сохраняемости и других потребительских свойств продовольственных товаров необходимо давать только после подтверждения их безопасности.

Пищевая ценность — это комплексное свойство продовольственных товаров, включающее энергетическую, биологическую, физиологическую и органолептическую ценности, усвояемость и доброкачественность.

Энергетическая ценность (калорийность) определяется количеством энергии, которая высвобождается из пищевых веществ продукта в процессе биологического окисления и используется для обеспечения физиологических функций организма. При окислении 1 г белков образуется 4 ккал (16,7 кДж) энергии, 1 г углеводов — 3,75 ккал (15,7 кДж), 1 г жиров — 9 ккал (37,7 кДж). Таким образом, энергетическая ценность пищевого продукта зависит прежде всего от его химического состава. Наиболее высокой энергетической ценностью обладают такие продукты, как сливочное масло, пищевые жиры, сахар, шоколад, конфеты и другие кондитерские изделия. Данные об энергетической ценности указываются на упаковке пищевых продуктов.

Норма энергетической ценности суточного рациона для взрослого человека составляет 2800 ккал, однако она может изменяться в зависимости от возраста, пола, характера работы, климата и других факторов.

Под биологической ценностью продукта понимают сбалансированность содержания в его составе биологически активных веществ: незаменимых аминокислот, полиненасыщенных жирных кислот, витаминов и минеральных веществ. Фактору биологической ценности уделяется повышенное внимание при разработке новых продуктов питания, продуктов для детского и диетического питания, продуктов специального назначения (для спортсменов, космонавтов и др.).

Физиологическая ценность продукта обусловлена содержанием веществ, оказывающих активное влияние на физиологические системы организма: нервную, сердечно-сосудистую, пищеварительную, иммунную. Так, например, алкалоиды чая и кофе (кофеин, теобромин, теофиллин) оказывают возбуждающее действие на нервную и сердечно-сосудистую системы, балластные вещества (пектин, клетчатка, гемицеллюлозы) вызывают перистальтику кишечника и благоприятно воздействуют на пищеварительную систему, многие витамины активно влияют на иммунную систему организма.

Органолептическая ценность — это комплексное сочетание свойств продукта, определяемых органами чувств: вкус, запах, цвет, внешний вид, консистенция и др. Эти свойства являются определяющими при выборе продовольственных товаров потребителями и формировании потребительских предпочтений. Для кондитерских и вкусовых товаров органолептические свойства имеют первостепенное значение при характеристике их пищевой ценности.

Усвояемость — это степень использования составных компонентов пищи организмом человека. Усвояемость зависит от химической природы и физического состояния веществ, входящих в состав пищевого продукта (температуры плавления, степени дисперсности и др. факторов), а также от сочетаемости веществ между собой. При смешанном питании средняя усвояемость белков составляет 84,5%, жиров — 94%, углеводов — 95,6%.

Доброкачественность — сохранение первоначальных свойств продукта без признаков порчи. Бессмысленно говорить о биологической или физиологической ценности продукта, если утеряна его доброкачественность.

Период времени, на протяжении которого можно сохранить доброкачественность, характеризуется другим потребительским свойством продовольственных товаров — сохраняемостью . В
п. 5.5 приведена классификация продовольственных товаров по сохраняемости.

Кулинарно-технологические свойства продовольственных товаров связаны со степенью технологической обработки продукта, с удобством и затратами времени на приготовление пищи (например, время варки круп до готовности, кулинарно-технологические свойства полуфабрикатов и продуктов, готовых к употреблению в пищу).

Эргономические свойства прежде всего связаны с расфасовкой и упаковкой продовольственных товаров, так как именно эти факторы обеспечивают удобство и комфорт при употреблении.

Некоторые виды плодов и овощей

Молочные товары, колб. изделия

Пищевые жиры, слив. масло, торты и пирожные

Вентиляция, РГС

Без доступа света

Консервы (мясные, рыбные, молочные, плодоовощные), сахаристые кондитер-ские изделия, некоторые безалкоголь-ные и алкогольные напитки

Мука, крупа, крахмал, сахар, соль,

некоторые мучные кондитерские изделия

Без резких колебаний t° и ОВВ

Соблюдение правила товарного соседства

Чай, кофе, пряности

Не выше 20

Не более 70-75

Санитарно-гигиенический режим хранения включает требования к чистоте складских помещений (воздуха, пола, стен, оборудования, тары и др.). Чистота складских помещений характеризуется отсутствием загрязнений: минеральных, органических, микробиологических и биологических. Требования к чистоте регламентируются нормами СанПиНа и правилами внутреннего распорядка складов и хранилищ.

В соответствии с условиями хранения для различных видов продовольственных товаров устанавливаются сроки хранения (годности, реализации) .

Срок хранения — это период, в течение которого пищевой продукт при соблюдении установленных условий хранения сохраняет все свои свойства, указанные в нормативной или технической документации (или) договоре купли-продажи. По истечении срока хранения пищевой продукт может оставаться пригодным для употребления в пищу, несмотря на некоторое снижение потребительских свойств.

Срок годности - это период, по истечении которого пищевой продукт считается непригодным для использования по назначению. Перечень пищевых продуктов, на которые устанавливается срок годности, утверждает правительство Российской Федерации.

Срок реализации - дата, до которой пищевой продукт может предлагаться потребителю для использования по назначению и до которой он не теряет своих потребительских характеристик. Этот срок устанавливается с учетом некоторого разумного периода хранения продуктов в домашних условиях. Исчисляют срок реализации с даты изготовления.

По сохраняемости продовольственные товары подразделяются на:

• скоропортящиеся (со сроком годности от нескольких часов до нескольких суток): мясной фарш, паштеты из мяса и печени, торты и пирожные с заварным кремом или из взбитых сливок и др.;
• товары кратковременного хранения (со сроком годности или хранения до 1 месяца): хлебобулочные изделия, некоторые виды кондитерских изделий, некоторые виды свежих плодов и овощей и др.;
• товары длительного хранения (со сроком годности или хранения более 1 месяца): замороженные мясо и рыба, растительные масла, мука, крупы, чай, кофе, алкогольные напитки, стерилизованное молоко и др.

Соблюдение условий и сроков хранения (годности) является одним из главных факторов обеспечения качества продовольственных товаров.

Потери продовольственных товаров

Потери продовольственных товаров, возникающие на разных этапах (при хранении, транспортировании, реализации), в зависимости от вида утрачиваемых характеристик подразделяются на количественные и качественные.

В зависимости от причин возникновения количественные потери подразделяются на два вида — естественную убыль и предреализационные потери.

Естественная убыль вызывается процессами, связанными с природой самого товара. К причинам естественной убыли относятся: расход веществ на дыхание (у свежих плодов и овощей, яиц, живой рыбы), усушка товаров (замороженных мяса, рыбы, хлебобулочных изделий и др.) за счет испарения влаги, распыл (утруска) сыпучих продуктов (муки, крахмала, соли, сухого молока, сахара-песка и др.), впитывание жидкой фракции продукта в упаковку (квашеные овощи, соленая рыба, халва и др.), улетучивание веществ (этилового спирта у алкогольных напитков) и другие процессы.

Предреализационные потери возникают при подготовке продовольственных товаров к продаже и подразделяются на ликвидные (зачистка от штаффа нерасфасованного сливочного масла, удаление головы и плавников у рыбы, раскрошка при рубке мяса, взвешивании печенья, сухарей, макаронных изделий и др.) и неликвидные (удаление упаковочных и перевязочных материалов, удаление заливочных жидкостей, отбраковка загнивших плодов и овощей и др.).

Количественные потери называют также нормируемыми, так как списываются они по установленным нормам.

Качественные потери возникают за счет процессов (микробиологических, биологических, биохимических, физических, физико-химических), происходящих при несоблюдении условий хранения, транспортирования и реализации товаров. Списываются качественные потери по актам, поэтому называются актируемыми . Актированию предшествует оценка качества товаров компетентными лицами. Стоимость недоброкачественных товаров списывается за счет прибыли торгового предприятия или взыскивается с конкретных лиц, по вине которых возникли эти потери.

Требования к упаковке и маркировке продовольственных товаров

Для упаковки продовольственных товаров используют различные виды тары и упаковочных материалов. Общими требованиями, предъявляемыми к упаковке продовольственных товаров, являются следующие:

• упаковка должна быть безопасна, т. е. не должна содержать вредных веществ, которые при контакте с пищевым продуктом могут переходить в его состав;
• упаковка должна надежно защищать пищевой продукт от неблагоприятных воздействий окружающей среды;
• упаковка должна быть совместима с упаковываемым товаром, т. е. не должна оказывать нежелательных воздействий на потребительские свойства товара;
• упаковка должна соответствовать экологическим требованиям — при использовании и утилизации не наносить существенного вреда окружающей среде;
• упаковка должна быть эстетична и соответствовать эргономическим требованиям (см. п. 5.2).

Маркировка , наносимая на упаковку (этикетку, контр-этикетку, ярлык или лист-вкладыш) продовольственных товаров, должна быть однозначно понимаемой, полной и достоверной. В соответствии с ГОСТом Р 51074-97 "Продукты пищевые. Информация для потребителя. Общие требования" информация о пищевых продуктах должна содержать установленные сведения (см. гл. 3, п. 3.3).

В последующих главах (11-14) дана более подробная характеристика некоторых групп продовольственных товаров.

2417 0

Годятся в пищу нам со дня творенья
Животные продукты и растенья,
Солей и минералов пестрый ряд,
Лекарства, что недуги исцелят.
Ибн Сина

Число потребляемых натуральных продуктов ограничено: в основном это свежие овощи, фрукты, ягоды, орехи, мед. Большинство продуктов употребляют после переработки: колбасные, кондитерские, хлебобулочные изделия, кисломолочные продукты, различные блюда и т.д. Пищевые продукты различаются по химическому составу, перевариваемости, усвояемости, характеру воздействия на организм человека, что надо учитывать при построении лечебных диет и выборе оптимальных способов кулинарной переработки.

В одном из руководств тибетской медицины говорится: «Нет в природе такого вещества, которое не годилось бы в качестве лечебного средства. Если посмотреть на природу взглядом врача, ищущего лекарственные средства, то можно сказать, что мы живем в мире лекарств». Многие дары природы успешно используются в народной медицине и служат сырьем для приготовления различных лекарственных препаратов.

Краткая характеристика диетических свойств основных пищевых продуктов

Молоко

Содержит белки, полноценные по содержанию аминокислот. Жирные кислоты, входящие в состав липидов молока, в основном насыщенные. В молоке большое содержание кальция, магния и фосфора, находящиеся в легкоусвояемой форме.

Молоко и получаемые из него продукты содержат большинство необходимых организму пищевых веществ, которые благоприятно сбалансированы и хорошо усваиваются. Молоко, особенно в теплом виде, требует для переваривания минимального напряжения секреторной функции желудка и быстро покидает его.

Молоко и многие молочные продукты обладают диетическими свойствами. В натуральном виде и для приготовления различных блюд оно незаменимо в лечебном питании многих заболеваний. Например, в молоке относительно много калия и мало натрия, что позволяет увеличить мочеотделение при отеках.

Кисломолочные напитки (кефир, ацидофилин и др.)

Сравнительно с молоком эти продукты легче перевариваются и усваиваются, стимулируют выделение пищеварительных соков, нормализуют двигательную функцию кишечника и подавляют в нем гнилостные бродильные процессы. Ценность кисломолочных продуктов состоит в том, что они содержат в своем составе микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности (антибиотики), угнетающие деятельность гнилостных бактерий в кишечнике.

Ацидофильные напитки полезны при хронических гастритах с низкой кислотностью желудочного сока, колитах, фурункулезе и т.д.

Сыры

Являются весьма ценными пищевыми продуктами. К подобным продуктам кроме сыра можно отнести только яйца и икру. В сыре сконцентрированы пищевые вещества молока. Сыры характеризуются высоким содержанием белка, жира, легкоусвояемого кальция и фосфора. В лечебном питании применяют неострые, малосоленые и предпочтительно нежирные сыры, чаще в диетах при туберкулезе, хронических заболеваниях кишечника и печени, в периоде выздоровления после инфекционных болезней, при переломах костей. Тертый сыр переваривается легче, чем нарезанный ломтиками. В плавленых сырах меньше белков, жиров, кальция, чем в обычных твердых сырах.

Творог

Отличается высоким содержанием полноценного легкоусваяемого белка, кальция и фосфора. Широко используется в лечебном питании (атеросклероз, болезни печени, сахарный диабет, ожоги, переломы костей и другие заболевания).

Мясо и мясные продукты

Мясо полезно как источник полноценного белка, ряда витаминов и минеральных веществ. Белки мяса полноценные (достаточное содержание незаменимых аминокислот). Содержание белка в различных видах мяса: говядина — 18—20%, жирная свинина — 11,7%, беконная свинина — 17%, баранина — 15,6 — 19,8%, птица — 18—21%. Жиры мяса содержат в основном насыщенные жирные кислоты.

Мясо и мясные продукты содержат относительно много витаминов группы В, фосфора, калия, железа и цинка. Минеральные вещества, содержащиеся в мясе, хорошо усваиваются.

В мясе кролика содержится 21% белка, 7—15% жира. Мышечные волокна мяса кролика мелкие, что способствует более легкому перевариванию. Сравнительно с мясом других животных в крольчатине меньше холестерина, больше фосфолипидов, железа. Все это позволяет широко использовать мясо кролика в различных диетах.

Перевариваемость мяса зависит от вида, возраста и упитанности животных, части туши, вида кулинарной обработки. Вареное или рубленое мясо проваривается лучше, чем жареное или куском. Очень тощее мясо переваривается хуже упитанного, говядина — хуже телятины, курятина — хуже цыпленка. Части туши, бедные соединительной тканью (спинная, поясничная), перевариваются лучше, чем богатые ею (шея, голяшки и др.). Мясо, богатое соединительной тканью, рекомендуется при запорах, ожирении, атеросклерозе.

Мясные продукты, особенно субпродукты, содержат большое количество экстрактивных веществ, в том числе пуринов, которые преобразуясь в организме человека в мочевую кислоту, способствует развитию подагры. Отварное мясо содержит меньше пуринов, чем жареное или тушеное, так как большая часть пуринов переходит при варке в бульон. При тепловой обработке мяса происходят потери питательных веществ. Наименьшие потери пищевых веществ наблюдаются при тушении мяса, приготовлении рубленых котлет, а наибольшие — при варке и жарении. Жарение — наименее выгодный и наименее рациональный вид тепловой обработки мяса. В лечебном питании используют телятину, говядину, отдельные категории свинины и баранины, мясо кролика, кур, индеек. Не рекомендуются утки и гуси, содержащие большое количество жира.

Из субпродуктов (внутренние органы и части туш) наиболее важна в лечебном питании печень, богатая кроветворными микроэлементами и витаминами. Кроветворные вещества хорошо усваиваются из вареной, тушеной, жареной печени, паштетов. Поэтому в диетах, в частности при малокровии, нет необходимости применять только сырую и полусырую печень.

В лечебном питании используют вареные колбасы, особенно докторскую, диетическую, молочную, диабетическую. Кровяная и ливерная колбаса эффективны при малокровии. В лечебном питании исключаются копченые, полукопченые, жирные, пряные и острые колбасы. При некоторых болезнях почек надо ограничивать содержание белков в рационе. В этом случае ограничивается и мясо. Жареное мясо не рекомендуется при заболеваниях желудка, печени, желчевыделительной системы, поджелудочной железы.

Лисовский В.А., Евсеев С.П., Голофеевский В.Ю., Мироненко А.Н.

ЛЕКЦИЯ 1.

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ И СЫРЬЯ.

КЛАССИФИКАЦИЯ ОСНОВНЫХ ПРОЦЕССОВ

ПИЩЕВОЙ ТЕХНОЛОГИИ.

ПРИНЦИПЫ АНАЛИЗА И РАСЧЕТА ПРОЦЕССОВ И АППАРАТОВ

1.1. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ И СЫРЬЯ

Гидромеханические процессы - это процессы, скорость которых определяется законами механики и гидродинамики. К ним относятся процессы перемещения жидкостей и газов по трубопроводам и аппаратам, перемешивания в жидких средах, разделения суспензий и эмульсий путем отстаивания, фильтрования, центрифугирования, псевдоожижения зернистого материала.

Теплообменные процессы - это процессы, связанные с переносом теплоты от более нагретых тел (или сред) к менее нагретым. К ним относятся процессы нагревания, пастеризации, стерилизации, охлаждения, конденсации, выпаривания и т. п. Скорость тепловых процессов определяется законами теплопередачи.

Чугуны представляют собой многокомпонентные сплавы железа с углеродом, а также с кремнием, марганцем, фосфором. Чугуны применяют для изготовления как отдельных деталей машин, так и целых аппаратов: цилиндров насосов и компрессоров, зубчатых и червячных колес, труб и трубопроводной арматуры.

Основным методом изготовления деталей из чугунов является литье.

Чугуны хорошо сопротивляются сжатию, плохо - изгибу и растяжению, а также скалыванию.

Цветные металлы, в основном алюминий и медь, широко применяют в пищевом машиностроении.

Алюминий обладает достаточной прочностью, низкой плотностью, хорошей теплопроводностью, легко штампуется и прокатывается. Для изготовления аппаратуры используют марки АОО и АО с содержанием алюминия соответственно не менее 99,7 и 99,6%.

Медь является ценным конструкционным материалом. Для изготовления пищевой аппаратуры применяют марки М2 и М3.

Медь подобно алюминию хорошо тянется, штампуется, вальцуется как в горячем, так и в холодном состоянии. Для изготовления аппаратуры - теплообменных аппаратов, ректификационных колонн и др. - применяют отожженную медь. Из сплавов на основе меди используют бронзы и латуни.

Неметаллические материалы неорганического и органического происхождения используют в пищевой промышленности достаточно широко. Из материалов неорганического происхождения для изготовления самых различных аппаратов (перегонных и выпарных аппаратов, теплообменников, ферментаторов, ректификационных колонн, трубопроводов и т. д.) используют стекло. Применение стекла повышает санитарно-гигиенические условия производства продуктов питания.

Из материалов органического происхождения применяют конструкционные пластические массы: полиэтилен, поликарбонат, полисульфон, полиамиды, фторопласт-4, полистирол и др. Полиэтилен используют для изготовления емкостей для пищевого сырья, футеровки и заполнения аппаратов и других целей. Например, в непрерывном процессе получения шампанских вин для увеличения площади поверхности контакта фаз в реакторах применяют цилиндрические полиэтиленовые насадки.

Из поликарбоната и полиамидов изготовляют некоторые узлы оборудования, посуду и др. Фторопласт-4 применяют для изготовления прокладок и других уплотняющих деталей, футеровки аппаратов. Из полисульфона и поликарбоната изготовляют пленки для мембранных аппаратов. Полистирол применяют для упаковки и изготовления посуды.

Химическая стойкость материалов. Конструкционный материал для изготовления аппаратов, работающих в агрессивных средах, должен обладать высокой химической стойкостью. Преждевременный выход машин и их деталей из строя часто является следствием неправильного выбора материала для их изготовления.

Продукты коррозии являются причиной снижения качества продукта, загрязняя его. Они могут испортить цвет, ухудшить вкус, придать запах продукту. Кроме того, материал аппарата может служить катализатором, интенсифицирующим течение побочных процессов. Контакт обрабатываемых веществ с коррозиенестойким материалом может в некоторых случаях препятствовать проведению процессов, например биохимических.

Оценка материала по коррозиестойкости проводится по специальной шкале (табл. 1.3.1).

Таблица 1.3.1. Шкала коррозиестойкости металлов

Группа стойкости	коррозиестойкости	Скорость коррозии,
Совершенно стойкие
Весьма стойкие
Пониженно-стойкие
Малостойкие
Нестойкие

Для оценки интенсивности процесса коррозии применяют глубинный или массовый показатель. Глубинный показатель при равномерной коррозии измеряется уменьшением толщины металла (в мм) в год. Для изготовления аппаратуры используют материалы, скорость коррозии которых не превышает 0,1...0,5 мм в год.

Для защиты металлов от коррозии их покрывают металлическими и неметаллическими пленками, облицовывают. Из металлов для этих целей используют хром, никель, алюминий и др., из неметаллов - эмали, полимерные материалы и различные лаки.

Технико-экономический выбор коррозиестойких материалов. При выборе материалов должны учитываться следующие факторы: первоначальная стоимость основного технологического оборудования; затраты, обусловленные коррозией или устранением ее последствий в процессе технического обслуживания оборудования в рассматриваемом коррозиестойком исполнении; затраты, обусловленные коррозией или устранением ее последствий при текущих и капитальных ремонтах оборудования; убытки от простоев во время межремонтного срока службы оборудования, обусловленные коррозией или устранением ее последствий. Вариант с минимальными затратами является наиболее рациональным для каждой позиции разрабатываемой технологической схемы.

1.3.5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ АППАРАТОВ

Основные типы процессов и аппаратов. Машины и аппараты по принципу организации процесса бывают периодического, непрерывного и смешанного действия.

В периодическом процессе отдельные его стадии (например, загрузка теста в смеситель , нагрев, смешение и выгрузка) осуществляются в одном аппарате (машине), но в определенной последовательности.

В непрерывном процессе отдельные его стадии осуществляются одновременно, но в разных местах одной машины или аппарата или в разных машинах и аппаратах.

В смешанных процессах отдельные стадии осуществляются периодически в машинах и аппаратах периодического действия, а другие стадии - в машинах и аппаратах непрерывного действия.

В зависимости от изменения параметров процесса (температур, давлений, скоростей, концентраций и т. д.) во времени они делятся на установившиеся (стационарные) и неустановившиеся (нестационарные).

В установившихся процессах значения параметров постоянны во времени (непрерывные процессы), а в неустановившихся - изменяются во времени, т. е. являются функциями положения в пространстве и во времени (периодические процессы).

Непрерывные процессы отличаются от периодических по распределению времени пребывания частиц среды в аппарате и связанных с ним изменений других факторов (температур, концентраций), влияющих на процесс. В периодически действующем аппарате все частицы находятся одинаковое время, в непрерывнодействующем - различное время.

Для характеристики периодических и непрерывных процессов используют следующие понятия:

продолжительность процесса τ - время, необходимое для завершения всех его стадий от загрузки исходного сырья до выгрузки готового продукта;

период процесса ∆τ - время от начала загрузки исходного сырья данной партии до начала загрузки исходного сырья следующей партии;

степень непрерывности τ/∆τ - частное от деления продолжительности процесса на его период.

Периодический процесс характеризуется периодом ∆τ> 0, степенью его непрерывности τ / ∆τ <1 и единством места осуществления отдельных стадий процесса.

Непрерывный процесс характеризуется периодом ∆τ→0, степенью его непрерывности τ / ∆τ → ∞ и единством места проведения отдельных стадий.

Непрерывные процессы в настоящее время широко внедряются в промышленность благодаря значительным преимуществам перед периодическими. Такие преимущества заключаются в возможности специализации и типизации аппаратуры для каждой стадии процесса, в стабилизации процесса во времени, стабилизации и повышении качества продукта, во внедрении автоматических систем управления технологическим процессом (АСУ ТП).

По распределению концентраций (температур) в рабочем объеме аппараты бывают идеального смешения, идеального вытеснения и промежуточного типа.

В аппаратах идеального смешения концентрация (температура) во всем объеме одинакова и равна концентрации (температуре) на выходе из аппарата.

В аппарате идеального вытеснения концентрация (температура) меняется плавно от начальной до конечной.

В реальных аппаратах поле концентраций (температур), как правило, отличается от схем идеального перемешивания и идеального вытеснения. Они относятся к аппаратам промежуточного типа.

В аппаратах промежуточного типа распределение, или поле, концентраций (температур) в рабочем объеме можно характеризовать числом псевдосекций идеального смешения или коэффициентами диффузии.

Степень приближения поля концентраций (температур) к полям в аппаратах идеального смешения или вытеснения устанавливают экспериментально на основании кривых отклика на вводимое в поток возмущение. Так, при количестве псевдосекций N=1 имеем аппарат идеального смешения, при N →∞ - аппарат идеального вытеснения. При промежуточном значении числа псевдосекций N аппарат относится к аппаратам промежуточного типа.

Распределение концентраций (температур) в аппарате необходимо знать для вычисления средней движущей силы процесса и времени пребывания.

Рассмотрим характер изменения температур в аппаратах непрерывного действия идеального смешения, идеального вытеснения и промежуточного типа.

В аппарате идеального смешения (рис. 1.3.1, а) жидкость идеально перемешана. Температура поступающей в аппарат жидкости tH мгновенно принимает значение температуры жидкости в аппарате tK , которая равняется конечной температуре жидкости на выходе из аппарата.

Рис. 1.3.1. Характер изменения температуры при нагревании жидкости в аппаратах:

где: а - идеального смешения; б - идеального вытеснения; в - промежуточного типа: ts - предельная температура в процессе (например, температура греющего пара)

В аппарате идеального вытеснения (рис. 1.3.1, б) поступающие в аппарат объемы жидкости не смешиваются с предыдущими, полностью вытесняя их. В результате этого температура жидкости плавно меняется по длине или высоте аппарата от tH до tK .

В аппаратах промежуточного типа (рис. 1.3.1, в ) отсутствует идеальное смешение жидкости, но нет и идеального вытеснения. Вследствие этого температура жидкости изменяется первоначально скачкообразно от tH до t " H , как в аппарате идеального смешения, а затем плавно изменяется от t н" до t к, как в аппарате идеального вытеснения.

Движущей силой процесса является разность между предельной температурой и рабочей. На рис. 1.3.1 показано изменение движущей силы (разности температур), пропорциональное величинам заштрихованных площадей. Максимальные величины движущей силы соответствуют аппаратам идеального вытеснения, минимальные - аппаратам идеального смешения, промежуточные - аппаратам промежуточного типа.

Если рабочий объем аппарата идеального смешения Vp разделить на N последовательно соединенных секций объемом каждая Vр/N, то движущую силу можно значительно увеличить, причем чем больше N , тем больше будет и движущая сила. Практически при N=8...16 движущая сила такого аппарата промежуточного типа будет приближаться к движущей силе в аппарате идеального вытеснения.

Расчет аппаратов (машин) периодического действия. При расчете аппаратов (машин) периодического действия задаются производительностью в единицу времени (в час, сутки и т. д.) Vτ и периодом процесса ∆τ.

Число партий продукта в сутки, которое производится одним аппаратом или машиной, b =24/∆τ.

Число партий, которое должно быть выпущено в сутки для достижения заданной производительности Vτ, a=V τ /V где Vр - рабочий объем аппарата.

Требуемое число аппаратов или машин n=a/b=Vτ ∆τ/(24Vр).

Если заданная производительность обеспечивается работой одного аппарата или машины (n=1), то его рабочий объем https://pandia.ru/text/78/416/images/image005_120.gif" width="133" height="25 src=">, (1.3.4)

где М - масса получаемого продукта; Vр - рабочий объем аппарата; - продолжительность процесса; - объемный коэффициент скорости процесса; - средняя движущая сила процесса.

В общем случае https://pandia.ru/text/78/416/images/image009_87.gif" width="139" height="53 src=">.

Если объем сырья перерабатываемого в единицу времени, составляет , то средняя производительность аппарата в единицу времени (в кг/с, кг/ч)

https://pandia.ru/text/78/416/images/image012_67.gif" width="112" height="47 src=">.

Между производительностью аппарата и его рабочим объемом существует определенная связь.

Из уравнения расхода =fv, где f - площадь поперечного сечения аппарата; v - линейная скорость. Умножим и разделим правую часть этого уравнения на длину аппарата L , тогда =fL v/L = /, или

https://pandia.ru/text/78/416/images/image006_103.gif" width="13 height=15" height="15"> определим из сопоставления уравнений (1.3.4) и (1.3.5):

Промышленное оборудование" href="/text/category/promishlennoe_oborudovanie/" rel="bookmark">промышленного оборудования в расчетные уравнения вводить соответствующие коэффициенты, учитывающие изменение масштаба процесса и аппарата. Такие коэффициенты получают на основании физического и математического моделирования процессов и аппаратов.

1.3.6. МОДЕЛИРОВАНИЕ И ПОДОБИЕ ПРОЦЕССОВ ПИЩЕВОЙ ТЕХНОЛОГИИ

Виды моделирования. Процессы пищевой технологии характеризуются большим количеством и многообразием параметров, определяющих протекание процессов, значительным количеством внутренних связей между параметрами. Чтобы ограничить такой большой поток информации о процессе, создают его модель, которая отражает отдельные явления изучаемого процесса.

Процесс моделирования включает сравнение модели с явлением (модель считается удовлетворительной, если расхождение невелико) и сравнение нашего ожидания с показаниями модели.

Применяют два вида моделирования: физическое и математическое. При физическом моделировании изучение данного процесса происходит на физической модели. Математическое моделирование предусматривает математическое описание модели изучаемого процесса. При этом физический процесс заменяют алгоритмом, моделирующим его. Затем устанавливают адекватность модели изучаемому процессу.

Методы математического моделирования в сочетании с ЭВМ позволяют при относительно небольших материальных затратах изучать различные варианты аппаратурно-технологического оформления процесса, находить оптимальные.

При математическом моделировании используют также свойство изоморфности дифференциальных уравнений, которое является отражением единства законов природы и позволяет с помощью однотипных дифференциальных уравнений описать различные по своей физической природе явления. Существует аналогия между процессами, различными по своей сущности: электрическими, гидродинамическими, тепловыми и массообменными. Эти процессы описываются однотипными дифференциальными уравнениями: перенос электричества (закон Однотипные дифференциальные уравнения:

перенос электричества (закон Ома) –

i = - (1/R )(dU / dx );

перенос количества энергии (закон трения Ньютона) –

https://pandia.ru/text/78/416/images/image017_56.gif" width="64" height="21">,

где: dU / dx , dv / dx , dc / dx , dt / dx – градиенты соответственно напряжения, скорости, концентрации и температуры; здесь i – сила тока; https://pandia.ru/text/78/416/images/image018_38.jpg" width="226" height="154 src=">

Рис. 1.3.2. Геометрически подобные аппараты

Временное подобие заключается в том, что отношение между интервалами времени завершения аналогичных стадий процесса сохраняется постоянным.

Например, продолжительность нагрева смеси до температуры кипения в первом аппарате составляет , а во втором - τ"1 Продолжительность испарения определенного количества воды составляет соответственно τ"2 и τ"2. Тогда временное подобие процессов будет характеризоваться соотношением

https://pandia.ru/text/78/416/images/image021_50.gif" width="75" height="24 src=">.gif" width="21" height="24 src=">- масштабный коэффициент временного подобия.

Временное подобие процессов называется гомохронностью. В случае, когда Кτ=1, имеет место синхронность процессов, являющаяся частным случаем гомохронности.

Подобие физических величин имеет место при соблюдении геометрического и временного подобия. В этом случае говорят также о подобии полей физических величин.

Полем физической величины называют совокупность мгновенных локальных значений этой величины во всем рабочем объеме, в котором протекает процесс.

Подобие граничных условий заключается в том, что отношение всех значений величин, характеризующих эти условия, для сходственных точек в сходственные моменты времени сохраняется постоянным.

Подобие начальных условий означает, что в начальный момент, когда начинается изучение процесса, соблюдается подобие полей физических величин, характеризующих процесс.

Если все индивидуальные признаки различных процессов, входящих в один класс, подобны, то процессы также подобны, т. е. подобные процессы представляют собой один процесс, протекающий в различных масштабах, так как подобные процессы описываются одинаковыми дифференциальными уравнениями, а индивидуальные признаки процессов (условие однозначности) различаются масштабом.

Определим условия подобия на примере дифференциального уравнения второго закона механики F = m (dv / dτ ), где F -сила; т - масса; v - скорость; τ - время. Приведем уравнение к безразмерному виду. Для этого разделим обе части уравнения на правую часть: Fdτ/(mdv)=1. Тогда для первого из двух рассматриваемых подобных процессов F"dτ"/(m"dv")=l; для второго - F""dτ""/(m""dv"")=l.

Так как процессы подобны, заменим переменные первого процесса через соответствующие переменные второго процесса, умножим их на масштабные коэффициенты:

https://pandia.ru/text/78/416/images/image027_36.gif" width="112" height="45 src=">.

Полученное уравнение и уравнение второго процесса не должны различаться. Однако они различаются комплексом из произведения масштабных коэффициентов. Эти уравнения, очевидно, будут тождественны только тогда, когда этот комплекс будет равен единице:

KFK τ/(KmKv)=1. Это соотношение выражает условие подобия процессов: умножение переменных на постоянные масштабные коэффициенты не меняет самого дифференциального уравнения.

Заменим масштабные коэффициенты соответствующими значениями. Тогда

https://pandia.ru/text/78/416/images/image029_32.gif" width="221" height="41 src=">

Выражение idem означает «одно и то же», т. е. в каждом подобном процессе комплексы переменных величин могут изменяться в пространстве и во времени, но в любых сходственных точках рабочего объема в сходственные моменты времени эти комплексы принимают одно и то же значение. Безразмерные комплексы, составленные по такому типу, называются критериями подобия или числами подобия.

Критерии подобия носят названия по фамилиям выдающихся ученых, известных своими работами в соответствующей области наук. Полученный выше критерий характеризует механическое подобие и называется критерием Ньютона: Ne =Fτ/(mv ).

Получение критериев подобия из дифференциального уравнения сводится к следующим операциям: 1) составляется дифференциальное уравнение процесса; 2) дифференциальное уравнение приводится к безразмерному виду делением обеих частей уравнения на правую или левую часть или делением всех слагаемых на один из членов с учетом его физического смысла; 3) вычеркиваются символы дифференцирования. Символы степеней дифференциалов сохраняются.

При проведении процесса физические величины в различных точках рабочего объема могут иметь различные значения. В этом случае в критериях подобия фигурируют усредненные значения, и тогда пользуются усредненными критериями (числами) подобия.

Кроме критериев подобия, получаемых из дифференциальных уравнений, используются также параметрические критерии, представляющие собой отношение двух одноименных величин и вытекающие непосредственно из условии задачи исследования.

Например, при изучении движения жидкости в канале процесс будет зависеть от соотношения длины трубы и диаметра l / d =Г1 (где Г - геометрический критерий подобия), относительной шероховатости и диаметра трубы Δ/ d =Г2. Линейный размер, входящий в эти критерии подобия, называется определяющим размером.

Все критерии подобия можно разделить на определяющие и определяемые. Определяющие критерии состоят только из физических величин, входящих в условия однозначности. Критерии подобия, в состав которых входит хотя бы одна величина, не входящая в условия однозначности, называются определяемыми.

Для обеспечения подобия необходимо равенство определяющих критериев. Равенство определяющих критериев является достаточным условием подобия.

Не определяющие критерии являются однозначной функцией определяющих критериев.

Первую теорему подобия можно формулировать так: при подобии процессов равны все критерии подобия.

Вторая теорема подобия (теорема Федермана -Бэкингема) утверждает, что результаты опытов следует представлять в виде зависимостей между критериями. Функциональная зависимость между критериями подобия называется критериальным уравнением. Критериальные уравнения описывают всю группу подобных процессов. Это обстоятельство имеет большое практическое, значение и позволяет моделировать промышленный объект на подобной лабораторной модели.

Вид критериального уравнения определяется экспериментальным путем. Во многих случаях эта зависимость представляется в виде степенных функций.

Третья теорема подобия (теорема, мана) гласит, что критериальные уравнения применимы только для подобных процессов.

Явления подобны, если их определяющие критерии численно равны, а следовательно, равны и определяемые критерии.

В заключение можно констатировать, что исследование процессов методом теории подобия состоит из получения математического описания процесса с помощью дифференциальных уравнений и условий однозначности, преобразования этих дифференциальных уравнений (или дифференциального уравнения), как показано выше, в критериальное уравнение и нахождения конкретного вида этого уравнения на основании экспериментального изучения процесса.

1.3.7. РАСЧЕТ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫХ АППАРАТОВ С УЧЕТОМ

ФАКТОРА МАСШТАБНОГО ПЕРЕХОДА

При масштабном переходе к промышленным аппаратам увеличение диаметров контактных устройств, с одной стороны, приводит к увеличению длины пути потока, что повышает эффективность массообмена. Однако при этом ухудшается распределение потока по поперечному сечению - изменяется гидродинамика аппарата. Возникает поперечная неравномерность потоков, приводящая к снижению эффективности массопередачи в аппарате.

Снижение эффективности тепломассообменных промышленных аппаратов по сравнению с подобной лабораторной моделью является следствием изменения гидродинамики потоков при прочих равных условиях, приводящего к снижению средней движущей силы процесса.

Движущую силу в промышленном аппарате можно определить по формуле

где: пр, м- движущая сила соответственно в промышленном и модельном аппаратах; Ф N - фактор масштабного перехода.

Движущую силу в реальном аппарате промежуточного типа выразим через движущую силу в аппарате идеального вытеснения или смещения:

https://pandia.ru/text/78/416/images/image033_30.gif" width="25" height="25"> - движущая сила в аппарате идеального вытеснения или смешения.

Подставив значения движущих сил в уравнение тепломассообмена (1.3.1) для модельного и промышленного контактных устройств, получим фактор масштабного перехода, который характеризует влияние гидродинамической обстановки при масштабном переходе на движущую силу процесса:

ФN=Е пр/Е м

где: Епр, Ем - коэффициенты использования движущей силы соответственно в промышленном и модельном аппаратах.

Тогда площадь поверхности (объем) аппарата

Если распределение концентраций (температур) в модели такое же, как в аппарате идеального вытеснения или смешения, т. е. м = и, то Ем = 1 и ФN = Епр. Эффективность модели и промышленного аппарата будет одинаковой, если ФN = 1.

Одним из путей увеличения эффективности аппаратов при масштабном переходе является организация процесса в режиме идеального вытеснения. В этом случае ФN → 1.

Для характеристики полей концентраций (температур) в аппаратах используются гидродинамические модели перемешивания: псевдосекционная, диффузионная, циркуляционная и построенные на их основе комбинированные модели перемешивания и структуры потоков, которые дают возможность провести аналитические исследования и описать (формализовать) процесс.

Одним из требований, предъявляемых к модели, является то, что модель наиболее полно должна отражать характер потоков вещества и энергии при достаточно простом математическом описании.

Математическая модель включает гидродинамические характеристики структуры потоков и описание кинетики рассматриваемого процесса.

Псевдосекционная (ячеечная) модель перемешивания построена из допущений о подобии перемешивания частиц в канале и в каскаде из N последовательно соединенных секций полного перемешивания и описывается системой линейных дифференциальных уравнений первого порядка вида

https://pandia.ru/text/78/416/images/image036_25.gif" width="236" height="48 src=">, (1.3.9)

где: х и - текущие концентрация и время; х н – начальная концентрация; Вымывание" href="/text/category/vimivanie/" rel="bookmark">вымывания введенного в канал индикатора.

На рис. 1.3.3 приведены кривые, построенные по уравнению (1.3.9) при N = 1...5, 7, 10, 20.

Диффузионная модель перемешивания описывает распределение вещества в потоке за счет молекулярной и турбулентной диффузии дифференциальным уравнением одномерной конвективной диффузии, в которое вводится эффективный коэффициент обратного перемешивания:

https://pandia.ru/text/78/416/images/image039_24.gif" width="13" height="15">(dx / dz ).

При идеальном перемешивании концентрация х в любой точке постоянна и дифференциальное уравнение приобретает вид х=xнехр(-τ/τв).

https://pandia.ru/text/78/416/images/image039_24.gif" width="13" height="15 src=">l/Dэ

где: v - скорость потока; l - линейный размер.

Установление связи между этими параметрами имеет важное практическое значение, так как позволяет использовать данные по перемешиванию, полученные на основании диффузионной модели, в математических описаниях массообмена, в основу которых положена псевдосекционная модель перемешивания.

Псевдосекционная модель совпадает с диффузионной с точностью до членов, содержащих производные старше второго порядка.

Связь между критерием Боденштейна В и N определяется из равенства статистических параметров дифференциальных функций распределения xN и хв.

Контрольные вопросы и задания

1. Какому общему закону подчиняются про­цессы пищевой технологии? Как записывается этот закон? 2. В чем заключаются задачи расчета машин и аппаратов пищевых производств? 3. Какие требования предъявляют к машинам и аппаратам? 4. Перечислите конструкционные материа­лы, применяемые в пищевом машиностроении. 5. Какие факторы учитывают при технико-экономическом выборе материалов для пищевого оборудования? 6. Ка­кими показателями характеризуются периодический и непрерывный процессы? 7. Как рассчитывают объем аппарата непрерывного действия? 8. Что такое мате­матическое и физическое моделирование? 9. В каком случае используется теория подобия для моделирования процессов? 10. Как получают критерии подобия? Ка­кие бывают критерии подобия? 11. Что учитывается фактором масштабного пере­хода при расчете тепломассообменных процессов? 12. Какие гидродинамические модели перемешивания используются для описания полей температур или кон­центраций в тепломассообменных аппаратах?