- •Котова н.А.
- •«Математическое моделирование технологических машин»
- •Теория подобия и физическое моделирование процессов
- •Понятие о подобии физических явлений
- •Понятие об обобщённых безразмерных величинах
- •Первая теорема подобия
- •Вторая теорема подобия
- •Метод размерностей
- •Экспериментальное определение констант критериального уравнения
- •Третья теорема подобия
- •Моделирование и виды моделей
- •Процессы обработки пищи
- •Основные технические свойства пищевого сырья и продуктов
- •Процессы измельчения пищевых продуктов
- •Дробление
- •Резание
- •Резание пластинчатым ножом
- •Резание дисковым ножом
- •Процессы перемешивания пищевых продуктов
- •Перемешивание жидких и пластичных масс
- •Пенообразование и взбивание
- •Расчёт перемешивающих устройств
- •Процессы получения соков
- •Процессы обработки пищи сверхвысокочастотной энергией
- •Взаимодействие переменного электромагнитного поля с пищевыми продуктами
- •Свч печи
- •Параметры свч-нагрева
- •Оптимальная загрузка свч-печи
- •При доведении до температуры кулинарной готовности:
- •Тепловая обработка пищевых продуктов в свч-поле
- •Разогрев
- •Размораживание
- •(Масса 0,5 кг, мощность 2 кВт): 1 – судак; 2 – говядина тушеная; 3 – курица в белом соусе
- •Свч размораживатели
- •Свч сублиматоры
- •Процессы обработки пищевых продуктов и жидкостей
- •Выпечка
- •Уборочные процессы
- •Процессы удаления пыли и очистки изделий
- •Определение пыли.
- •Основные свойства пыли
- •Коагуляция пыли
- •Основные закономерности движения и осаждения пыли
- •Гравитационное осаждение
- •Осаждение под действием центробежной силы
- •Инерционное осаждение
- •Осаждение частиц пыли в электрическом поле
- •Фильтрация через пористые материалы
- •Мокрая очистка
- •Термофорез
- •Очистка изделий от пыли в быту
- •Механическая чистка изделий
- •Пневмомеханическая чистка изделий
- •Пневматическая чистка изделий
- •Процессы очистки газов, жидкостей и растворов
- •Процессы очистки газов
- •Процессы очистки жидкостей и растворов
- •Отстаивание и осаждение
- •Отстойное центрифугирование
- •Флотация
- •Фильтрование
- •Общая характеристика процесса
- •Гидравлическое сопротивление зернистого или пористого слоя при фильтровании
- •Фильтрование под действием перепада давлений
- •Фильтрование под действием центробежной силы
- •Ультрафильтрация и обратный осмос
- •Процессы кондиционирования помещений
- •И лучи тепловлажностных процессов
- •Процессы мойки бытовых изделий и посуды
- •Процессы облагораживания воздуха
- •Общие понятия о микроклимате
- •Вентилирование
- •Безразмерные характеристики различных типов вентиляторов
- •Электроотопление
- •Процессы химической чистки изделий
- •Обработка изделий струями жидкостей
- •Процессы обработки изделий из тканей
- •Процессы стирки
- •Моющий процесс при стирке
- •А) сферическая мицелла, б) пластинчатая мицелла
- •Динамика перемещения ткани во вращающемся барабане
- •Теория активаторного процесса стирки
- •Теория отжима белья
- •Процессы сушки изделий из тканей
- •Процессы фильтрации растворов
- •Теория фильтрования с образованием осадка
- •Теория фильтрования без образования осадка
- •Процессы влажно-тепловой обработки тканей
- •Процессы соединения тканей
- •Подача материалов в швейных машинах
- •Подача ниток в швейных машинах
- •Прокалывание материалов иглой
- •С материалом при прокалывании
- •Соединение ткани ниточным способом
- •Рабочие органы универсальной швейной машины
- •Процесс образования челночного стежка
- •Образование стежка на швейной машине с вращающимся челноком.
- •В зависимости от соотношения натяжения ветвей ниток
- •Процесс образования цепного (петельного) стежка
- •Образование однониточного цепного стежка на тамбурной машине с вращающимся петлителем.
- •(Римские цифры – положения отверстия)
- •Образование двухниточного петельного стежка на машине с колеблющимся крючком.
- •Расход мощности в процессе работы универсальной швейной машины
- •Процессы получения холода
- •Естественное и искусственное охлаждение
- •Влияние холода на пищевые продукты
- •Нахождения в замороженном состоянии :
- •Вспомогательные средства холодильного хранения продуктов
- •Термодинамические основы процессов трансформации тепла
- •Замораживание
- •Охлаждение
- •Домораживание
- •Способы получения низких температур
- •Расширение газов
- •Дросселирование
- •Эффект Пельтье и Ранка-Хильша
- •Вибрация
- •Колебания механических систем
- •Подавление вибрации
Выпечка
Выпечка хлеба и мучных кондитерских изделий – сложный технологический процесс. При выпечке протекают тепломассообменные, коллоидные, биохимические и физико-химические процессы. Все эти процессы происходят при интенсивном прогревании теста-изделия.
Температурные режимы выпечки выбирают в зависимости от вида изделия, его рецептурного состава, вида и структуры теста, массы и формы заготовки.
В процессе выпечки теплота передается тесту-изделию от теплообменных поверхностей излучением, от паровоздушной среды – конвекцией, а также при конденсации паров на поверхности тестовой заготовки.
Количество теплоты, необходимое для прогревания теста-заготовки до температуры готовности, на испарение влаги из тестовых заготовок, на перегрев пара в пекарной камере, составляет 300...550 кДж/кг. Скорость прогрева теста зависит от температуры и влажности паровоздушной среды пекарной камеры, температуры теплообменных поверхностей печи, массы и формы заготовок, их влажности.
Прогревание теста ускоряется за счет увеличения количества конденсирующихся паров на поверхности теста, уменьшения массы и толщины заготовок. Тестовые заготовки с большой влажностью и пористостью прогреваются более интенсивно. Плотность посадки заготовок в противнях в печи снижает коэффициент теплоотдачи конвекцией. Основное количество теплоты – около 80 % – передается к тестовым заготовкам излучением. При нагревании теста наружные слои прогреваются очень быстро, например, за 10 мин температура достигает 100 , и на поверхности теста образуется корочка. К концувыпечки температура достигает 170... 180 . Температура внутренних слоев повышается медленно, в среднем температура мякиша не превышает 98 .
При выпечке из теста удаляется связанная физико-химическая влага. Для разрыва этой связи необходимы затраты энергии. В начальный период прогревания возникает температурный градиент между наружными и внутренними слоями тестовой заготовки. Под действием температурного градиента влага диффундирует от наружных слоев к внутренним. В этот период прогревания температурный и массообменный градиенты совпадают по направлению. Во втором периоде выпечки, который характеризуется постоянной скоростью удаления влаги, температура внутренних слоев теста превышает 100 . При этой температуре влага вскипает и превращается в водяной пар, что приводит к возникновению избыточного давления внутри тестовой заготовки. Влага под действием избыточного давления начинает перемещаться за счет массопроводности к поверхности заготовки. В этот период температурный и массообменный градиенты направлены в противоположные стороны. Зона испарения жидкости непрерывно перемещается в глубь тестовой заготовки.
Тепломассообменные процессы, происходящие при выпечке в тестовых заготовках, иллюстрируют кривые кинетики и скорости удаления влаги из тестовых заготовок (Рис. 47). При постоянном режиме выпечки наблюдаются три периода удаления влаги из теста. Первый период характеризуется прогревом заготовки и переменной скоростью удаления влаги, второй – постоянной скоростью, а третий – падающей скоростью с переходом в постоянную скорость удаления влаги.
Рис. 47. Кривые кинетики удаления влаги (а) и скорости удаления влаги (б)
Представленная кривая кинетики удаления влаги объясняется интенсивным прогревом поверхностных слоев заготовки в начальный период. При этом возникает значительный температурный градиент, под влиянием которого часть свободной влаги стремится продиффундировать от поверхностных слоев заготовки внутрь. Это явление, связанное с массопроводностью влаги, снижает общую скорость удаления влаги из тестовой заготовки.
Во втором периоде выпечки температура в центре тестовой заготовки превышает 100 , влага превращается в пар. При этом внутри заготовки возникает избыточное давление, влага диффундирует к поверхности и удаляется с нее с постоянной скоростью. В этот период скорость массопроводности влаги внутри тестовой заготовки не лимитирует конвективный и лучистый массообмен с окружающей средой. Зона испарения влаги внутри заготовки постепенно углубляется, что приводит к резкому увеличению объема заготовки.
В третьем периоде выпечки зона испарения влаги достигает мякиша. В тесте остается только влага, связанная с белковым веществом и крахмалом.
Скорость удаления влаги в эти периоды внутри заготовок определяется коэффициентом массопроводности, а от поверхности заготовки в окружающую среду – коэффициентом массоотдачи.
Клейстеризация крахмала – это коллоидный процесс. Он начинается при температуре 40 и заканчивается при 60...90 . При дальнейшем повышении температуры происходит образование сахаров из крахмала и корочка тестовой заготовки приобретает блеск. Процесс спиртового брожения достигает максимума при температуре теста до 35 . При 50 брожение заканчивается и прекращается выделение газов. Газообразование увеличивает пористость теста. Увеличение пористости приводит к увеличению объема тестовых заготовок. Углекислота и аммиак также образуются при разложении карбоната аммония. Степень разрыхления теста зависит от его структурно-механических свойств и равномерности распределения в нем химических разрыхлителей.
Математически процесс выпечки можно описать следующими дифференциальными уравнениями:
передача теплоты излучением, описывается уравнением Стефана – Больцмана:
;
теплоотдача конвекцией – уравнением Ньютона:
;
теплопроводность от нагретых теплопередающих поверхностей – уравнением Фурье:
;
где – площадь наружной поверхности заготовки; – температура поверхности тестовой заготовки.
Внутри тестовой заготовки от корочки до мякиша перенос теплоты описывается уравнением нестационарной теплопроводности:
,
где – коэффициент температуропроводности, .
Граничными условиями являются: в мякише , на поверхности заготовки.