Вступ. Наукові основи курсу.

Тема: «Вступ. Наукові основи курсу».

Мета: Ознайомити студентів з науковими основами курсу дисципліни, навести класифікацію процесів харчової технології, дати поняття основних фізико-технічних властивостей продуктів.

Вид заняття: лекція з елементами бесіди.

План

1. Класифікація основних процесів харчової технології.

2. Основні фізико-технічні властивості продуктів.

Процес - це послідовні закономірні зміни стану будь-якого ті­ла або явища, які відбуваються в природі.

У курсі "Процеси та апарати харчових виробництв" розглядаються технологічні процеси, які пов'язані з переробкою продуктів природи (сирови­ни) на засоби виробництва і засоби споживання. Технологічні проце­си переробки різноманітної сільськогосподарської сировини на хар­чові продукти здійснюються в апаратах та машинах.

В апаратах відбуваються: теплообмінні, масообмінні, фізико-хімічні, біохімічні й інші процеси, що зумовлюють зміни хімічних чи фізичних властивостей або агрегатного стану оброблюваного проду­кту.

Характерною ознакою апарата є наявність реакційного простору або робочої камери.

У машинах здійснюється механічний вплив на продукт, властиво­сті якого, як правило, при цьому не змінюються, а змінюється лише форма, розміри й  інші фізичні параметри. Особливістю машин є наявність робочих органів, що рухаються та безпосередньо вплива­ють на продукт.

Виділяють три основні класифікації процесів харчових вироб­ництв:

1) за основними закономірностями перебігу та рушійною силою;

2) за способом організації процесу або структурою робочого циклу;

3) за зміною параметрів процесу в часі.

За першою ознакою виділяють 7 груп процесів: гідромеханічні, механічні, теплові, масообмінні (дифузійні), хімічні та біохімічні, мік­робіологічні, електрофізичні.

Необхідна умова протікання процесу - наявність рушійної сили. В загальному випадку рушійна сила - це різниця потенціалів у двох точ­ках розглядуваної системи.

До гідромеханічних процесіє відносять ті процеси, які відбу­ваються в рідинних (або газових) системах під зовнішнім впливом. Швидкість цих процесів визначається законами гідро- та аероди­наміки. Рушійною силою гідромеханічних процесів є перепад тис­ку :

                                                    Х_Г = А Р.

Гідромеханічні процеси поділяються на:

• процеси утворення неод­норідних рідинних та газових систем (перемішування, диспергування, піноутворения, псевдозрідження, емульгування, гомогенізація) та

• їх розділення (осадження, фільтрування, центрифугування, мембранні методи, електроосаджування).

Механічні процеси описуються і підпорядковуються законам ме­ханіки твердих тіл. Рушійною силою механічних процесів є різниця з>силь у різних точках оброблюваного об'єкту Х_м = А/⁷. Сюди від­носять процеси подрібнювання, пресування, сортування, перемішу­вання сипких матеріалів.

До теплових процесів відносяться процеси, які підпорядковані за­конам теплопереносу (термодинаміки). Рушійною силою цих проце­сів є різниця температур Х_Т = Дґ.

Теплові процеси, в свою чергу, поді­ляються на процеси без зміни агрегатного стану (нагрівання, охоло­дження); зі зміною агрегатного стану (кипіння, конденсація, випарю­вання, заморожування, плавлення) та специфічні (стерилізація, пасте­ризація, варіння, смаження).

Масообмінні процеси характеризуються перенесенням (перехо­дом) одного або декількох компонентів вихідної речовини з однієї фа­зи в іншу. Рушійною силою масообмінних процесів є різниця конце­нітрацій

                                                   Х_мо^ АС.

Виділяють такі масообмінні процеси: адсорбція, абсорбція, пере­гонка, екстрагування, кристалізація, сушіння.

Хімічні та біохімічні процеси - це процеси, пов'язані зі змі­ною хімічного складу і властивостей речовин; швидкість їхнього

протікання визначається законами хімічної кінетики.

Мікробіологічні процеси підпорядковуються біологічним за­конам життєдіяльності мікроорганізмів. Приклади таких проце­сів - сквашування молока, виготовлення дріжджів тощо.

Електрофізичні процеси здійснюються під впливом електричного струму. Рушійною силою цих процесів є різниця електричних потен­ціалів Х^ = АС/.

У курсі "Процеси та апарати харчових виробництв" вивчаються перші чотири групи процесів. Серед них розглядаються і електрофі­зичні методи оброблення харчових продуктів. Хімічні, біохімічні та мікробіологічні процеси розглядаються в спеціальних курсах.

За способом організації всі процеси поділяють на періодичні, безперервні та комбіновані,

Періодичні процеси проводяться в апаратах, які працюють у циклічному режимі. Цикл починається із завантаження апарата вихідними речовинами. В апараті ведеться процес перероблення, і через визначений проміжок часу, достатній для закінчення проце­су, готовий продукт вивантажується з апарата. Для періодичних процесів характерно те, що всі їхні стадії протікають в одному мі­сці, в різний час; при цьому стан матеріалу, що обробляється, і параметри процесу зміняються за часом.

Безперервні або поточні процеси відбуваються в проточних апаратах, у яких надходження вихідної сировини та вивантажен­ня готової продукції відбувається безперервно. Усі стадії безпере­рвного процесу відбуваються одночасно, але вони роз'єднані в просторі.

Комбіновані процеси - це процеси, які на окремих стадіях від­буваються безперервно, а на інших стадіях - періодично.

Організація виробництва за безперервною схемою має перева­ги: стабільність якості готового продукту, відсутність витрат часу на завантаження та вивантаження апаратів, компактність облад­нання, зниження енергетичних витрат. Крім цього, безперервні процеси легше піддаються автоматичному контролю та управлінню. З цієї причини всі виробництва організуються як безперервно діючі. Періодичні процеси використовуються на малих перероб­них виробництвах, під час створення нових і модернізованих ви­дів продукції, одержання окремих дослідних партій.

За третьою ознакою - змінами параметрів процесу (темпе­ратури, швидкості, концентрації, консистенції) в часі всі процеси поділяються на усталені (стаціонарні) та неусталені (нестаціонарні).

ОСНОВНІ ФІЗИКО-ТЕХНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ХАРЧОВИХ ПРОДУКТІВ

Для технічних розрахунків апаратів, у яких відбуваються техно­логічні процеси, необхідно знати і враховувати фізичні властивості харчових продуктів. Фізичні властивості продукту значною мірою ви­значають вимоги до розміру й конструкції апарата, а також режиму роботи, продуктивності та матеріалу для його виготовлення.

Для характеристики властивостей тіл, речовин, матеріалів, продуктів використовують фізичні величини.

Фізична величина - це власти­вість, якісно загальна для багатьох фізичних об'єктів, але кількісно індивідуальна для кожного з них. Значення (розмір) фізичної вели­чини визначається оцінкою фізичної величини у вигляді деякої кіль­кості прийнятих для неї одиниць.

Існують основні та похідні фізичні величини. Для всіх галузей науки й техніки прийнято міжнародну систему одиниць СІ, основни­ми одиницями якої є: довжини - метр (м), маси - кілограм (кг), часу -секунда (с), температури - кельвін (К), сили електричного струму -ампер (А), сили світла - кандела (кд), кількості речовини - моль. Крім того передбачено дві допоміжні одиниці: плоского кута-раді­ан (рад) і об'ємного кута - стерадіан (ер).

До технічних властивостей харчових продуктів в основному від­носять такі параметри: фізичні (густина, питома вага, поверхневий на­тяг тощо), теплофізичні (питома теплоємність, теплопровідність, температуропровідність та ін.) та структурно-механічні. Дані про ці влас­тивості для різних речовин і розчинів залежно від температури, тиску та інших факторів наведено в довідниках.

Контрольні питання:

1. Що таке процес? Класифікація процесів.

2. На які групи поділяються процеси залежгно від закономірностей

3. Характеристика періодичних та безперервних процесів.

4. Основні фізико-технічні властивості.

прикріпити файл з законспектованою лекцією

Контрольні питання:

1. Що таке процес? Класифікація процесів.

2. На які групи поділяються процеси залежгно від закономірностей

3. Характеристика періодичних та безперервних процесів.

4. Основні фізико-технічні властивості.

1. В міжнародній системі одиниць СІ встановлено основні величин, використовуючи які можна визначити всі інші.

(вказати розмірність даних одиниць виміру)