Тепло- и массообменные свойства продуктов, их изменение при хранении

Микробиологические процессы

Микроорганизмы, обсеменяющие продукты, при своем развитии вызывают ряд процессов (плесневение, гниение, различные виды брожения), которые могут привести к порче продуктов.

Плесневение обусловлено развитием плесневых грибов. Часто на хранящихся продуктах появляются пушистые, бархатистые налеты различных окрасок, представляющие собой разросшиеся колонии плесневых грибов. Плесневение может наблюдаться и внутри продукта, если туда попал воздух и есть влага. Составные части продукта (углеводы, белки и др.) превращаются плесенью в углекислый газ, спирт и другие вещества, многие из которых сообщают продукту характерный плесневый запах и вкус.

Гниение возникает в продуктах, богатых белковыми веществами (мясо, рыба, молочные продукты, яйца и др.). Возбудителями гниения являются бактерии, которые могут развиваться при доступе воздуха (аэробные) или без него (анаэробные). В процессе гниения продукта образуются сероводород, аммиак и др. вещества, придающие неприятные запахи, а также углекислый газ и вода. Могут образовываться при глубоком процессе гниения и ядовитые вещества, которые вызывают отравление.

Брожение вызывают дрожжи, плесени и бактерии в продуктах, содержащих значительное количество углеводов. Существует брожение спиртовое, молочнокислое, маслянокислое, пропионовокислое, уксуснокислое и др.

 

Сырье, материалы и продукты пищевых промышленности представляют собой гетерогенные системы (твердые тела и жидкости), которые в зависимости от способа и скорости нагрева или охлаждения могут по-разному изменять свою структуру и свойства, а для влажных коллоидных капиллярно-пористых материалов имеет значение также взаимовлияние процессов переноса теплоты (энергии) и влаги (массы).

Это вызывает необходимость учитывать теплофизические, термодинамические и массообменные характеристики продуктов.

К теплофизическим характеристикам относят следующие показатели:

- теплоемкость

- теплопроводность

- температуропроводность

- термовлагопроводность

К термодинамическим относят:

- потенциал переноса массы (химический потенциал)

- единый потенциал массопереноса

- удельная массоемкость

- энергия связи влаги с материалом

- коэффициент влаго-, массопереноса

- коэффициент диффузии вещества.

Испарительная способность продукта - интенсивность испарения влаги, направленная по градиенту изменения влажности. При испарении этот градиент направлен от поверхности продукта к воздуху, а при конденсации - от воздуха к поверхности.

Для определения влагопереноса в пищевых продуктах вводится показатель химический потенциал (m).

Химический потенциал численно равен энергии связи влаги с материалом или работе, которую необходимо затратить для отрыва 1 моль воды от сухой части материала.

На влагоперенос в продуктах влияет коэффициент массообмена b.

Коэффициент массообмена характеризует интенсивность диффузионно-конвективных потоков массы влаги через пограничный слой материала.

Различают конвективную и молекулярную диффузию.

Конвективная диффузия - это поток влаги в свободном воздушном пространстве, т.е. определяет поток влаги с поверхности продукта в окружающую среду.

Молекулярная диффузия определяет движение влаги внутри продукта к его поверхности.