Файл: Рогов И.А. Физические методы обработки пищевых продуктов.pdf

деревянные ящики, помещаемые затем для проварки в высоко­ частотный индуктор (рис. 171). Длительность варки на частоте 18 МГц составляет 12—16 мин.

В силу резкой неоднородности животной ткани наблюдается избирательное поглощение высокочастотной энергии разными участками продукта. На основе этого явления предложено [10] производить избирательное ослабление удерживаемости опере­ ния при обработке птицы.

Рис. 171. Схема аппарата для варки рыбы ТВЧ:

/ — ге н ер а т о р Т В Ч ; 2— п р о х о д н о й и зо л я т о р ; 3— я щ и к с р ы б о й ; 4— и н д у к т о р в а р н л ь н о г о к о н т у р а .

Перспективно высокочастотное эксгаустирование консервов, в том числе мясных. Тепловое эксгаустирование наряду со зна­ чительным преимуществом перед механическим имеет один су­ щественный недостаток — на прогрев консервов до 85—95° С требуется 50—60 мин. Применение высокочастотного нагрева позволяет преодолеть эту трудность [3]. Консервы эксгаустируют в стеклянной таре при частотах 20—40 МГц. В качестве электродов используют металлические крышки банок и элект­ род с ватными подушками, пропитанными раствором поварен­ ной соли. Для уменьшения неоднородности нагрева через каж­ дые 15 с банки следует поворачивать на 90°. Скорость нагрева содержимого различных консервов неодинакова (рис. 172). С по­

мощью высокочастотного нагрева удается уменьшить время теп­ лового эксгаустирования консервов до 2—Змин. Высокочас­ тотное эксгаустирование способствует значительному сни­ жению максимального давления в банке при стерилизации

(табл. 107).

397

Общая бактериальная обсемененность содержимого банок в результате эксгаустирования снижается в сотни раз.

ВНИИКОПом разработано устройство непрерывного действия для высокочастотной стерилизации (~90 МГц) плодово-ягодных консервов [135], в котором стерилизатор состоит из двух основ­ ных частей: станины и ротора. Ротор несет рабочие электроды, между которыми зажимается банка с продуктом, механизм за­ хвата банок, индикаторы готовности, высокочастотные разъе­ динители. Энергия подводится к стерилизатору от генератора через скользящие по периметру ротора щетки. При нагреве бан­ ки находятся в горизонтальном положении.

Установка для высокочастотной пастеризации различных со­ ков в бутылках разработана Молдавским научно-исследователь-

Рис. 172. Графики изменения температур при высокочастотном нагреве кон­ сервов:

398

ским институтом пищевой промышленности. В качестве рабочего органа использован трехэлектродный конденсатор. Поток бу­ тылок с соком (рис. 173, а) разбивается на две равные части. Средний — высокопотенциальный, два боковых заземлены. Воз­ дух, используемый для охлаждения бутылок, после пастериза­ ции регенерируется для сушки и нагрева бутылок перед пасте­ ризацией.

Рис. 173. Установки для высокочастотной пастеризации жидких пищевых продуктов:

Оригинально, хотя и громоздко, устройство для непрерывной пастеризации жидких пищевых продуктов высокочастотным индукционным методом [8]. Стерилизатор (рис. 173, б) состоит из диэлектрической трубы, заполненной на 50—60% шариками из нержавеющей стали, и индуктора. Электроконтактное поле индуктирует в шариках вихревые токи, вызывающие их нагрев. В силу развитой поверхности теплообмен между шариками и жидкостью проходит весьма интенсивно. Для улучшения тепло­ отдачи устройство установлено на подпружиненных опорах и ему сообщается колебательное движение от вибратора.

Высокочастотный метод с успехом использован для стерили­ зации питательных сред (пшеничные отруби, свекловичный жом, продукты переработки кукурузы и др.). В процессе предвари­ тельной обработки влажность питательных сред различна, что

399

непосредственно влияет на электрофизические параметры суб­ страта. Так, удельная проводимость стандартных отрубей (ГОСТ 7189—66) порядка 10~7—1СГ9 См/см; удельная проводи­ мость тех же отрубей после увлажнения в соответствии с тех­ нологией до содержания 60% влаги изменяется в десятки тысяч раз (10_3 См/см). Кроме того, на электрические свойства подоб­ ных материалов сказываются температура окружающей среды и частота.внешнего электрического поля. Учет этих и иных фак­ торов обусловливают сложность и специфичность измерения электрофизических параметров питательных сред, подлежащих высокочастотному нагреву.

На основании предварительных исследований принята пло­ ско-параллельная конденсаторная схема. Для частоты 40,68 МГц установлена необходимость изменения воздушного зазора меж­ ду пластиной конденсатора и продуктом.

Необходимую продолжительность т (с) для достижения сте­ рилизующего эффекта можно определить по эмпирической фор­ муле

бей для толщины слоя 14—40 мм (мощность генератора 10 кВт) составляет 60—140 с. Амилолитическая активность культуры гриба, выращенного на отрубях, стерилизованных токами вы­ сокой частоты, не ниже активности аналогичной культуры, вы­ ращенной на тех же отрубях, обработанных обычным методом.

Конструктивно высокочастотный стерилизатор выполнен в виде линейного конвейера (рис. 174). Продукт из бункера по­ ступает на ленту, которая проходит зону обработки в конденса­ торе с переменным зазором. Стерилизованный продукт собирает­ ся в сборник. Ориентировочный экономический эффект от высо­ кочастотной стерилизации пшеничных отрубей составляет 18 руб. на 1 т продукции.

Неоднократно отмечено угнетающее действие электромагнит­ ного излучения высокой частоты на различную микрофлору. Были сделаны попытки объяснить это специфическим действием токов высокой частоты. Однако ряд исследований [36, 148] по­ казал, что гибель микрофлоры происходит в результате тепло­ вого, вернее, тепломеханического воздействия токов высокой

400

частоты на микробную клетку, т. е. в результате селективного выделения тепла непосредственно в микробной клетке.

Под действием токов высокой частоты довольно резко ускоря­ ются автолитические процессы в мышечной ткани [4]. Проведен­ ные исследования [83] показали, что использование токов вы­ сокой частоты позволяет ускорить процесс созревания мяса. Так, при обработке мышечной ткани электромагнитной энергией

Рис. 174. Высокочастотный стерилизатор для питательных сред:

/ — б у н к ер ; 2—к о н в е й е р н а я л е н т а ; 3— р аб о ч и й к о н д е н с а т о р ; 4—сб о р н и к ; 5 — в ы со ­ к о ч ас т о т н ы й г е н ер а т о р .

Рис. 175. Автолитические изменения в мышечной ткани под воздействием токов высокой частоты:

а — с к о р о с ть р а с п а д а гл и к о г е н а в м я с е ; б — с к о р о с ть и зм е н е н и я p H в м я се ;

/ — о б р а зе ц в х о л о д и л ь н и к е ; 2— о б р а з е ц в т е р м о с т а т е ; 3— о б р а з е ц в в ы со к о ч а ст о т ­ н ом п о л е .

401

на частоте 39 МГц при мощности источника 150—200 Вт удалось установить, что распад гликогена (рис. 175, а) ускоряется почти в 2 раза (кривая 3) по сравнению с распадом гликогена в образ­ це, находящемся в термостате (кривая 2), и в 4 раза по сравнению с распадом гликогена в образце, который хранили в холодиль­

частоты, снижается более резко.

Ранее отмечалось, что под действием равномерных высоко­ частотных полей дисперсная фаза биологических дисперсных сис­ тем (молоко, кровь, микробиальная взвесь и др.) выстраивается в устойчивые цепочки — агломераты. Этот эффект молото исполь­ зовать для повышения степени обезжиривания молока при се­ парировании [103].

Продолжительность построения жировых шариков в нату­ ральном молоке в зависимости от градиента напряжения, вы­ численная теоретически и проверенная экспериментально, при­

Все жировые частицы молока независимо от размера строятся

вцепочки под действием равномерного электрического поля вы­ сокой частоты. Этому эффекту подвержены и те шарики, которые находятся во взвешенном состоянии даже в центробежном поле. Понятно, что вес каждой такой цепочки больше веса самого боль­ шого жирового шарика. Поэтому, подавая молоко, предваритель­ но обработанное ВЧ-полем (шарики жира построены в шнуры)

всепаратор, можно добиться практически полного выделения жира из молока.

Исследования по использованию эффекта шнурообразования жировых шариков молока при обезжиривании его в сепараторах, проведенные в лабораторных условиях, показали, что в среднем контрольные пробы обезжиренного молока (молоко не подвер­ галось воздействию ТВЧ) содержали 0,08% жира, а рабочие (молоко подвергалось обработке ТВЧ перед сепарированием) — до 0,01% жира, т. е. обработка молока в равномерном электри­ ческом поле высокой частоты перед сепарированием позволила снизить содержание жира в обезжиренном молоке в 8 раз.

Высокочастотная установка промышленного типа для обра­ ботки молока перед сепарированием представляет собой диэлек­

402