2 Охарактеризуйте способи теплового оброблення та нагрівання харчових продуктів.

При тепловій обробці змінюються структурно-механічні, фізико-хімічні та органолептичні властивості продукту, що визначають ступінь кулінарної готовності. Нагрівання викликає в продукті зміни білків, жирів, вуглеводів, вітамінів і мінеральних речовин.

Основними прийомами теплової обробки харчових продуктів є варіння і смаження, застосовувані як самостійні процеси, так і в різних комбінаціях. Кожен з прийомів має кілька різновидів (варіння в середовищі пара, смаження у фритюрі і т.д.). Для реалізації цих прийомів в тепловому обладнанні використовують різні способи нагріву продуктів:

• поверхневий,

• об'ємний,

• комбінований.

При всіх способах нагріву харчових продуктів зовнішній теплообмін супроводжується массопереносом, в результаті якого частина вологи продуктів переходить у зовнішнє середовище. При тепловій обробці продуктів в рідких середовищах разом з вологою також втрачається частина сухих речовин.

Практично всі харчові продукти є капілярно-пористими тілами, в капілярах яких рідина утримується силами поверхневого натягу. При нагріванні продуктів ця рідина починає мігрувати (переміщатися) від нагрітих шарів до більш холодним.

При смаженні продуктів волога з поверхневих шарів частково випаровується, а частково переміщується вглиб до більш холодним ділянках, що призводить до утворення сухої скоринки, в якій відбувається термічний розпад органічних речовин (при температурі понад 100 °С). Чим швидше нагрівається поверхня, тим інтенсивніше відбувається перенесення тепла і вологи і тим швидше утворюється поверхнева кірочка.

Поверхневий нагрів продукту здійснюється теплопровідністю і конвекцією при підводі теплоти до центру продукту через його зовнішню поверхню. При цьому нагрів центральної частини продукту і доведення його до кулінарної готовності відбуваються в основному за рахунок теплопровідності.

Інтенсивність теплообміну залежить від геометричної форми, розмірів і фізичних параметрів оброблюваного продукту, режиму руху (продукту і середовища), температури і фізичних параметрів гріючого середовища. Тривалість процесу теплової обробки при поверхневому нагріванні обумовлена ​​низькою теплопровідністю більшості харчових продуктів.

Об'ємний спосіб підведення тепла до оброблюваного продукту реалізується в апаратах з інфрачервоним (ІЧ), надвисокочастотним (НВЧ), електроконтактним (ЕК) і індукційним нагрівом.

Інфрачервоне випромінювання перетвориться в обсязі оброблюваного продукту в теплоту без безпосереднього контакту між джерелом ІЧ-енергії (генератором) і самим виробом. Носіями ІЧ-енергії є електромагнітні коливання змінного електромагнітного поля, що у продукті.

Інфрачервона енергія в оброблюваному продукті утворюється при переході електронів з одних енергетичних рівнів на інші, а також при коливальному і обертальному рухах атомів і молекул. Переходи електронів, рух атомів і молекул відбуваються при будь-якій температурі, але з її підвищенням інтенсивність ІЧ-випромінювання збільшується.

СВЧ-нагрівання харчових продуктів здійснюється за рахунок перетворення енергії змінного електромагнітного поля надвисокої частоти в теплову енергію, що генерується по всьому об'єму продукту. СВЧ-поле здатне проникати в оброблюваний продукт на значну глибину і здійснювати його об'ємний нагрів незалежно від теплопровідності, тобто застосовуватися для продуктів з різною вологістю. Висока швидкість і високий коефіцієнт корисної дії нагріву роблять його одним з найбільш ефективних способів доведення харчових продуктів до кулінарної готовності.

СВЧ-нагрівання називають діелектричним через те, що більшість харчових продуктів погано проводять електричний струм (діелектрики). Інші його назви - мікрохвильовий, об'ємний - підкреслюють коротку довжину хвилі електромагнітного поля і сутність теплової обробки продукту, яка відбувається по всьому об'єму.

Ефект розігріву харчових продуктів в СВЧ-поле пов'язаний з їх діелектричні властивості, які визначаються поведінкою в такому полі пов'язаних зарядів. Зсув пов'язаних зарядів під дією зовнішнього електричного поля називається поляризацією. Найбільші витрати енергії зовнішнього електричного поля пов'язані з дипольної поляризацією, яка виникає в результаті впливу електромагнітного поля на полярні молекули, що володіють власним дипольним моментом. Прикладом полярної молекули є молекула води. При відсутності зовнішнього поля дипольні моменти молекул мають довільні напрямки. В електричному полі на полярні молекули діють сили, які прагнуть повернути їх таким чином, щоб дипольні моменти молекул збігалися. Поляризація діелектрика полягає в тому, що його диполі встановлюються в напрямку електричного поля.

Електроконтактний нагрів забезпечує швидке підвищення температури продукту по всьому об'єму до необхідної величини за 15-60 с за рахунок пропускання через нього електричного струму. Спосіб застосовується в харчовій промисловості для прогрівання тестових заготовок при випічці хліба, при бланшуванні м'ясопродуктів. Продукція, яку піддають нагріванню, розташовується між електричними контактами. Зазори між поверхнею продукції і контактів можуть викликати «опік» поверхні.

Індукційний нагрів застосовується в сучасних індукційних побутових плитах і на підприємствах громадського харчування. Індукційний нагрів струмопровідних матеріалів, до яких належить більшість металів для наплитного посуду, виникає при їх приміщенні під зовнішнє змінне магнітне поле, створюване індуктором. Індуктор, встановлений під настилом плити, створює вихрові струми, замикаються в обсязі посуду. Продукт обробляють у спеціальному металевому наплитному посуді, яка нагрівається практично миттєво через спрямованої дії електромагнітного поля. При цьому втрати тепла в навколишнє середовище зведені до мінімуму, що скорочує витрати енергії на приготування страви в порівнянні з звичайної електричної плитою на 40%. У таких теплових апаратах настил плити, як правило, виготовляється з керамічних матеріалів і при тепловій обробці залишається практично холодним.

Комбіновані способи нагріву харчових продуктів - це послідовний або паралельний нагрів продукції декількома з відомих способів з метою скорочення часу теплової обробки, підвищення якості кінцевого продукту та ефективності технологічного процесу. Так, комбінована теплова обробка продуктів в СВЧ-поле і ІЧ-променями дозволяє реалізувати переваги обох способів нагрівання і отримувати вироби з підсмаженою хрусткою скоринкою.