Курсовая с практикой на тему Физико-химические процессы пищевой промышленности

Содержание:

Введение 2
1. Классификация основных процессов 4
2. Инновационные физико-химические методы и процессы в пищевой промышленности 6
2.1 Плазменные «нетермические» технологии 6
2.2 Технология получения высококачественного томатного сырья действием высокого давления 10
3. Достижения пищевой биотехнологии в различных областях пищевой промышленности 15
Заключение 20
Список использованной литературы 22

Введение:

Наука о процессах и аппаратах является основой каждой отрасли технологии пищевых производств. Возникнув в конце прошлого века, она является научной дисциплиной, которая играет громадную роль в различных современных технологиях пищевых производств.
В пищевой промышленности осуществляются самые разнообразные процессы, в которых исходные материалы в результате химического взаимодействия претерпевают глубокие превращения, сопровождающиеся изменением агрегатного состояния, внутренней структуры и состава веществ. Наряду с химическими реакциями протекают физические (в том числе механические) и физико-химические процессы. К ним относятся: перемещение жидкостей и твердых материалов, их нагревание и охлаждение, разделение жидких и газовых неоднородных смесей, выпаривание растворов, сушка материалов и т.д.
Наука о ПАПП создана в результате большой работы, проведенной отечественными и зарубежными учеными.
Так в 1897 году Д.И. Менделеев в книге «Основы фабрично-заводской промышленности» впервые изложил принципы построения курса процессов и аппаратов и дал их классификацию. Эти идеи затем были развиты А.К. Крупским, И.А. Тищенко и рядом других ученых.
В России первый курс, посвященный процессам и аппаратам, появился в 1913 г. Это была книга проф. И.А. Тищенко «Основные процессы и аппараты химической технологии». В дальнейшем вышли книги проф. А.Г. Касаткина, А.Н. Плановского, Кафарова и т.д. Из иностранных ученых, внесших заметный вклад в создание и развитие курса процессы и аппараты, можно отметить Льюиса, Уокера, Шервуда, Ричардсона и др.
Все многообразие процессов пищевой промышленности можно разделить на четыре основных класса:
1. Гидромеханические;
2. Тепловые;
3. Массообменные;
4. Механические.
За последние годы массообменные процессы пополнились новой и весьма важной группой мембранных процессов.
В настоящее время в стадии становления находится новый большой и очень перспективный раздел технологии — биотехнология.
Количественное описание процессов пищевой технологии основано на законах химической термодинамики и кинетики в совокупности с законами переноса количества движения, теплоты, массы.
Современные процессы должны осуществляться непрерывно и с большими скоростями, с применением средств настройки на оптимальный режим, отвечать условиям комплексного использования сырья и энергии, исключающих возможность загрязнения воздушного и водного бассейнов вредными выбросами.
Цель работы: изучить физико-химические процессы пищевой промышленности.
Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:
1. Дать классификацию основным процессам.
2. Рассмотреть инновационные физико-химические методы и процессы в пищевой промышленности.
3. Рассмотреть достижения пищевой биотехнологии в различных областях пищевой промышленности.
Объект исследования: физико-химические процессы
Предмет исследования: физико-химические процессы в пищевой промышленности.

Заключение:

Перед специалистами в области пищевой индустрии поставлена новая задача: продлить срок годности продуктов, не изменяя при этом их вкусовые качества. Традиционные методы – консервирование, термообработка и засаливание – уже не удовлетворяют современных покупателей. Они хотели бы, чтобы продукты сохранялись дольше, но при этом не меняли своего натурального вкуса, цвета и не имели бы вредных для здоровья последствий.
Эксперты считают, что выходом из положения может стать нетепловая и щадящая обработка продуктов с добавлением натуральных антиоксидантов и противомикробных веществ». Однако пока, по словам ученых, это «малоразрешимая проблема».
Одна из самых больших проблем – создать технологии, которые были бы полезными и производительными одновременно. Такие решения лежат в области процессингового оборудования, упаковки, упаковочных материалов, или добавок и ингредиентов.
Тем не менее, определенные наработки в этой области уже есть. В частности:
Стерилизация микроволнами. Процесс заключается в том, что упакованные продукты помещаются в горячую воду одновременно с обработкой микроволнами. За пять-восемь минут процедуры все болезнетворные бактерии и микроорганизмы погибают, поэтому качество «на выходе» существенно превосходит получаемое традиционными способами.
Специалисты также предлагают использовать натуральные оболочки, изготовленные из эфирных масел – орегано, гвоздики, белого тимьяна, чайного дерева, кориандра, шалфея, лавра и розмарина. По словам экспертов, они увеличивают срок хранения мяса на 50% – до тринадцати дней.
Еще один многообещающий способ продления срока годности продуктов – вкладки, поглощающие кислород и другие газы. Помещаемые в пищевую упаковку, они выделяют углекислый газ, замещая кислород и этилен и не давая тем самым микроорганизмам возможность расти и размножаться.
Ученые также предлагают использовать и нанотехнологии. Наноупаковка, помимо того, что продлевает срок жизни продуктов, является съедобной. Продукты питания покрываются жидким раствором, содержащим наночастицы. После высыхания на поверхности образуется тончайшая пленка, которую можно есть безо всяких опасений для здоровья.
Внедрение современных физико-химических методов имеет большое промышленное значение для совершенствования технологических процессов и получения наилучшего результата с точки зрения качества, безопасности и продления сроков годности продуктов питания. Поэтому актуальность данной проблемы будет достаточно высокой и очевидной.

Фрагмент текста работы:

1. Классификация основных процессов

Гидромеханические процессы, скорость которых определяется законами гидродинамики — науки о движении жидкости и газа. К этим процессам относятся перемещение жидкостей и газов, разделение жидких и газовых неоднородных систем в поле силы тяжести (отстаивание), в поле центробежных сил (центрифугирование), а также под действием разности давлений при движении через пористый слой (фильтрование) и перемешивание жидкостей.
Тепловые процессы, протекающие со скоростью, определяемой законами теплопередачи — науки о способах распространения тепла. Такими процессами являются нагревание, охлаждение, выпаривание и конденсация паров.
Массообменные (диффузионные) процессы, характеризующиеся переносом одного или нескольких компонентов исходной смеси из одной фазы в другую через поверхность их раздела. К этой группе процессов, описываемых законами массопередачи, относятся абсорбция, перегонка (ректификация), экстракция из растворов, кристаллизация, адсорбция и сушка [2].
Механические процессы, описываемые законами механики твердых тел. Они применяются в основном для подготовки исходных твердых материалов и обработки конечных твердых продуктов, а также для транспортирования кусковых и сыпучих материалов. К механическим процессам относятся измельчение, транспортирование, сортировка (классификация), дозирование и смешение твердых веществ.
По способу организации процессы пищевой технологии делятся на периодические и непрерывные.
Периодические процессы проводятся в аппаратах, в которые через определенные промежутки времени загружаются исходные материалы; и после их соответствующей переработки (например, проведения химической реакции) происходит выгрузка конечного продукта. По окончании разгрузки аппарата и его повторной загрузки процесс повторяется снова. Таким образом, периодический процесс характеризуется тем, что все его стадии протекают в одном месте (в одном аппарате), но в разное время.
Непрерывные процессы осуществляются в проточных аппаратах. Поступление исходных материалов в аппарат и выгрузка конечных продуктов производится одновременно и непрерывно. Следовательно, непрерывный процесс характеризуется тем, что все его стадии протекают одновременно, но разобщены в пространстве, т.е. осуществляются в разных аппаратах или в различных частях одного аппарата [4].
Известны также комбинированные процессы. К ним относятся непрерывные процессы, отдельные стадии которых проводятся периодически, либо периодические процессы, одна или несколько стадий, которых протекает непрерывно.
Основные преимущества непрерывных процессов по сравнению с периодическими следующие:
1. Нет перерывов в выпуске конечных продуктов, т.е. отсутствуют затраты времени на загрузку аппарата исходными материалами и выгрузку из него готовой продукции;
2. Более легкое автоматическое регулирование и возможность более полной механизации;