Технологічні процеси, основою яких є передача теплоти під впливом різниці температур, називаються тепловими процесами, а апаратура, призначена для їх проведення, називається тепловою.

Технологічні процеси виробництва різноманітних харчових продуктів включають цілий ряд основних теплових процесів, що є загальними для більшої частини харчових виробництв.

До основних процесів відносяться нагрівання, охолодження, випаровування (в тому числі випарювання) і конденсація.

Нагрівання — підвищення температури матеріалів, що переробляються, шляхом підведення до них теплоти.

Охолодження - зниження температури матеріалів, що переробляються, шляхом відводу від них теплоти.

Конденсація - перехід речовини з паро- - або газоподібного стану в рідкий відведенням від неї теплоти.

Випаровування - перехід рідини в пару підведенням до неї теплоти.

Випарювання — процес згущення розчинів шляхом вилучення з них частини води випаровуванням.

Поряд з цими процесами значно поширені специфічні теплові процеси, притаманні ряду харчових виробництв, у тому числі й виробництву продукції ресторанного господарства. До них можна віднести процеси плавлення, тверднення, пастеризації, стерилізації, варення, смаження та ін.

В основі всіх теплових процесів лежить зміна теплового стану тіл або середовищ, що беруть участь у цих процесах.

Теплове оброблення продуктів є основним способом у технологічному процесі виробництва кулінарних виробів. Нагрівання прискорює хімічні, біохімічні й масообмінні процеси, що відбуваються під час оброблення продуктів. Воно зумовлює зміну фізико-хімічних, структурно-механічних і органолептичних властивостей, які в сукупності визначають ступінь кулінарної готовності продукту. При цьому, зменшується механічна міцність рослинних і тваринних продуктів (картоплі, м'яса і т. п.) внаслідок розпаду вуглеводів, зміни білків з'єднувальної тканини.

Теплове оброблення продукту нагріванням має велике санітарно-гігієнічне значення. Під час нагрівання продукту до температури понад 80° С відбувається знищення мікроорганізмів, що містяться в продукті. До позитивних властивостей нагрівання слід віднести руйнування отруйних речовин, що містяться в деяких продуктах (наприклад, картоплі, квасолі).

Охолоджування продуктів переслідує дві основні мети. Перша з них полягає в технологічному призначенні. Так, охолоджування необхідне, наприклад, при збиванні продуктів для одержання піни, кремів, для раскачування шарового тіста. На заключній стадії технологічного процесу охолоджування необхідне при приготуванні драглів, желе й багатьох інших кулінарних виробів. Друга мета охолоджування пов'язана з санітарно-гігієнічними показниками продукції. Охолоджування уповільнює життєдіяльність мікроорганізмів і забезпечує стерильність продукту.

Теплові процеси, що використовуються в ресторанному господарстві, за прийнятою класифікацією можуть бути розподілені на основні, допоміжні й комбіновані. До специфічних основних засобів теплового оброблення харчових продуктів відносяться варіння і смаження. В свою чергу, варіння може здійснюватися при атмосферному, надлишковому тиску, під вакуумом і на парі. Процеси смаження продуктів включають у себе оброблення в малій кількості жиру, в фритюрі, в жарочних шафах, на відкритому вогні і за допомогою інфрачервоного випромінювання. До допоміжних засобів теплового оброблення відносяться процеси пасерування, ошпарювання, опалювання та ін.

Як теплоносії під час нагрівання застосовують насичену водяну пару, гарячу воду і конденсат, топкові гази, гаряче повітря, електричний струм та ін.

У процесах охолоджування широко застосовують такі холодні теплоносії, як холодна вода, лід, охолоджений розсіл, скраплені вуглекислота, аміак, фреони тощо.

Теплообмін між різноманітними теплоносіями найчастіше відбувається при таких комбінаціях теплових процесів:

- нагрівання "холодної" рідини за рахунок "охолоджування" гарячої;

- нагрівання рідини за рахунок теплоти конденсації гріючої пари;

- кипіння рідини за рахунок охолоджування "гарячої" рідини;

- кипіння рідини за рахунок теплоти конденсації гріючої пари.

У харчових виробництвах широко застосовується раціональне тепловикористання, коли в якості гріючого теплоносія використовуються рідкі харчові продукти, вторинні пари й конденсати.

Способи передачі теплоти та їхні основні закономірності

Теплообміном називається передача теплоти від більш нагрітого тіла до менш нагрітого через стінку, що їх розділяє (поверхню теплообміну), або змішуванням теплоносіїв (поверхня теплообміну - поверхня контакту фаз обох теплоносіїв). Рушійною силою цього процесу є різниця температур, причому теплота спонтанно переходить від більш нагрітого до менш нагрітого тіла.

Наука про теплообмін розрізняє три принципово різних способи поширення теплоти: теплопровідність, конвекцію і випромінювання. Практично теплота поширюється не одним яким-небудь з розглянутих способів, а водночас двома, а ще частіше - всіма трьома. Такий процес називається складним теплообміном.

Розглянемо кожний з цих способів та об'єднуючий їх складний процес переносу теплоти.

Умовимось в подальшому розрізняти два випадки теплообміну: тепловіддачу і теплопередачу. Тепловіддачею називається процес теплообміну між твердим тілом (наприклад, стінкою апарату) і рідиною (або газом), що його омиває. Теплообмін між рідинами, газами, між рідиною й газом, розділеними твердою перегородкою (стінкою), називається теплопередачею. Кількість теплоти, яка передається через стінку за одиницю часу, називається тепловим потоком (має розмірність потужності - Вт). Тепловий потік, віднесений до одиниці поверхні, називається густиною теплового потоку (Вт/м ).

Теплопровідність - це процес передачі теплової енергії від більш нагрітої частини тіла до менш нагрітої внаслідок безпосередньої взаємодії частинок (молекул, атомів, електронів) у їхньому тепловому русі. Теплопровідність у твердих тілах, рідинах і газах відбувається, відповідно, внаслідок:

- передачі енергії теплових коливань між сусідніми молекулами і атомами; крім того, в металах - переважно через рух вільних електронів, що має переважний характер;

- обміну енергією сусідніх молекул і дифузії молекул;

- дифузії молекул.

Теплопровідність розглядається як самостійний процес, що може протікати тільки в твердих тілах (у тому числі твердих харчових продуктах). У рідинах і газах теплопровідність протікає спільно з конвекцією або випромінюванням, або з обома цими процесами водночас. Розглянемо процес передачі теплоти теплопровідністю в твердій стінці. Обов'язковою умовою здійснення такого процесу є різниця температур поверхонь стінки. В цьому випадку в ній утворюється потік теплоти від поверхні стінки з більшою температурою до поверхні стінки з меншою температурою.