În uscarea convectivă, umiditatea este îndepărtată din material prin evaporarea de pe suprafață. Următorul flux de umiditate deplasează umezeala evaporată din adâncimea materialului sub influența gradientului de concentrație. Sub acțiunea unui gradient de temperatură, umiditatea se deplasează de la straturile mai încălzite de pe suprafața materialului până la cea mai puțin încălzită - interioară. Aceasta se numește conductivitate termică. În acest fel, apar două fluxuri de umiditate.
Sub influența gradientului de concentrație
și sub influența gradientului de temperatură
kw și kt sunt coeficienții de transfer de masă în aceste procese, în funcție de structura materialului și de tipul de legătură a umidității cu materialul.
Flux total de umiditate în mișcare
depinde de valorile gradientilor efectivi.
Pentru a evita influența negativă a gradientului de temperatură la viteza de uscare a încerca să reducă temperatura agentului de uscare, recurgerea la procese discontinue cu uscare prin încălzire scurtă și apoi răcirea, etc .. D.
Rolul reacțiilor fizico-chimice în tehnologie
Transformarea diferitelor materii prime în produse alimentare, datorită apariției multor reacții fizice și chimice. Acestea includ metoda de preparare acidului melasei, acid - metode acide, diferite grăsimi hidrogenare și metoda transesterificare, zahăr invertit prin hidroliza acidă a zaharozei, etc. - enzimatice enzimatic
Rata reacțiilor chimice este de mare importanță. Se caracterizează printr-o modificare a concentrației uneia dintre substanțele inițiale pe unitate de timp. Dacă schimbarea concentrației este atribuită unui interval de timp infinitezimal, derivatul concentrației în raport cu timpul va constitui adevărata rată de reacție la un moment dat:
Deoarece rata de reacție este întotdeauna pozitivă și modificarea concentrației substanțelor inițiale este negativă, semnul minus este plasat în partea dreaptă a ecuației.
Factorii care afectează rata reacțiilor chimice
Principalii factori sunt concentrația substanțelor care reacționează, temperatura, prezența unui catalizator.
Efectul concentrării. Dependența ratei reacțiilor chimice la concentrare este determinată de legea acțiunii în masă, care, în general, este scrisă după cum urmează:
unde K este un coeficient de proporționalitate, numit constantă a ratei de reacție.
Ca și Cb sunt concentrațiile substanțelor a și b care participă la reacția chimică.
n și m sunt coeficienți stoichiometrici.
Influența temperaturii. Cu creșterea temperaturii, viteza de reacție crește, ceea ce este asociat cu o creștere a constantei de viteză a reacției. Conform regulii lui Vant-Hoff, o creștere a temperaturii cu 10 ° C crește rata de reacție cu un factor de 2-4. Coeficientul de temperatură al ratei de reacție poate fi calculat:
unde Kt + 10 este o constantă la temperatura t + 10 0.
Kt este constanta vitezei de reacție la temperatura t.
Efectul catalizatorului. Catalizatorul este o substanță care modifică dramatic rata de reacție. Când catalizatorul este introdus, reacția trece prin mai multe etape intermediare care necesită o energie de activare inferioară decât o reacție directă fără un catalizator, ceea ce conduce la o creștere enormă a vitezei de reacție.
Procesul care curge lent, de exemplu reacția A + B = AB
în prezența catalizatorului K trece în două etape:
A + K = AK (intermediar)
Cele mai multe reacții catalitice sunt pozitive, adică în prezența unui catalizator, rata lor crește. Totuși, are loc o cataliză negativă. În acest caz, catalizatorul este numit inhibitor. Dacă inhibitorul inhibă procesul de oxidare, se numește un antioxidant.
Hidroliza este o reacție de descompunere a substanțelor complexe (proteine, grăsimi, carbohidrați) la cele mai simple, sub acțiunea acizilor și alcalinilor, cu adăugarea unei molecule de apă.
Hidroliza proteinelor. Proteine ® peptide ® peptones ® aminoacizi.
Hidroliza grăsimilor. Grăsimi (simple) ® acizi grași superioare și glicerină.
Hidroliza carbohidraților, de exemplu sucroză:
HCl glucoză glucoză
Siropul invertit rezultat are proprietăți anti-cristalizare și higroscopicitate, adică abilitatea de a absorbi umezeala din aerul ambiental.
Proprietățile anti-cristalizare ale siropului invertit sunt utilizate în producția de caramel.
Hidroliza zaharzei poate juca un rol negativ, de exemplu, în producția de zahăr, deoarece în același timp, pierderea de zaharoză este crescută datorită descompunerii sale
Un rol la fel de important se datorează hidrolizei amidonului. Când se fierbe cu acizi, amidonul este transformat în glucoză.
maltoza dextrină amidon glucoză
În funcție de adâncimea de hidroliză, se obțin melase cu diferite proprietăți și compoziții. Patcha este un produs de hidroliză incompletă a amidonului.
Esența reacției. Produse cu greutate moleculară scăzută de descompunerea proteinelor (peptide, aminoacizi) conținând o grupare amino liberă (- NH2), poate reacționa cu compuși care includ o grupare carbonil = C = O, cum ar fi aldehide și zaharuri reducătoare (fructoza, glucoza, maltoza ), ducând la descompunerea atît a aminoacizilor, cît și a zaharurilor. Deoarece aminoacizii sunt formate aldehidă, amoniac și dioxid de carbon, dar de la furfurol sahara- și hidroximetilfurfuralul. Aldehidele adaugă aromă produselor alimentare. Furfural și oximetilfurfural intră în compuși cu aminoacizi, formând produse de culoare închisă numite melanoidine.
Formarea melanoidinelor este cauza principală a întunecării produselor alimentare în timpul fabricării, uscării și depozitării lor. Această reacție este deosebit de intensă la temperaturi ridicate în timpul coacerii produselor de patiserie și de patiserie; în procesul de fierbere a soluțiilor de zahăr în producția de zahăr granulat; la uscarea malțului; autoîncălzirea cerealelor; în procesul de tratare termică a vinului; atunci când se pregătesc masele iris și fondant cum ar fi crem brulee. Darken de fructe - piureuri bace, sucuri, gem de încălzire prelungită a acestor produse la o temperatură ridicată când cald și depozitate preambalate la temperatură ridicată a acestora. În producția anumitor produse, se creează condiții speciale pentru reacția formării melanoidinei. Coacerea, de exemplu, pentru a obține grâu plăcută aromă de pâine, cu crusta rumenita, procesul tehnologic sunt astfel încât, la momentul aluatului de coacere a conținut 2,3% în greutate uscată de zahăr făină de substanțe și numărul necesar de aminoacizi care poate începe un produs chimic interacțiune.
Deshidratarea. Una dintre reacțiile care apar în procesul de formare a melanoidinei este asociată cu deshidratarea și descompunerea zaharurilor la încălzire. Se poate proceda, de asemenea, independent sub influența temperaturilor ridicate asupra mediului și a concentrației de zahăr. Monozaharidele sunt deshidratate când sunt încălzite în mediu acid sau neutru, i. E. se descompun cu eliberarea a una sau două molecule de apă, provocând o serie de transformări. Natura acestor transformări este diferită și depinde de condițiile de încălzire, cu formarea de anhidride de zaharuri. Acești compuși sunt reactivi și pot fi combinați între ei sau cu o moleculă nemodificată de glucoză și formează produse de condensare (reversiune). Cu acțiune termică prelungită, cea de-a treia moleculă de apă se separă și se formează oximetilfurfural, care, la încălzire ulterioară, se poate dezintegra cu distrugerea scheletului de carbon.
Produsele de descompunere ale zaharurilor au proprietăți diferite. Oximetilfurfuralul, coloranții și substanțele humice cresc culoarea și higroscopicitatea produselor și au un efect negativ asupra producției de zahăr și caramel. Anhidridele și produsele de condensare pot întârzia cristalizarea zaharozelor din masa de caramel și nu afectează higroscopicitatea și culoarea produsului.
Natura reacției este influențată de temperatură (cu creșterea 0 la fiecare creștere de 10 C în chroma crește de 3 ori) și pH-ul mediului (cu aciditate în creștere este sporită acumulării de produse colorate într-un mediu alcalin).
Aceste proprietăți ale zaharurilor sunt luate în considerare la elaborarea parametrilor proceselor tehnologice.
În general, schema schimbărilor în zaharoză poate fi reprezentată după cum urmează:
Sucroză ® Monozaharide ® Anhidride ® Oximetilfurfurol
(un amestec de glucoză de zaharuri
și fructoză) ¯ ¯
Produse de inversare Colorare Ant
Sulfitare. La prelucrarea fructelor și legumelor, întunecarea apare datorită proceselor biochimice și formării melaninelor. Pentru a preveni întunericul, ei au sulfit, i. E. tratate cu dioxid de sulf sau H2S03.
Când produsul este sulfat, se formează acid sulfuric, care este un agent reducător puternic,
Acidul parțial sulfuros trece în acid sulfuric:
Hidrogenul eliberat are un efect decolorant.
Coloranți organici conțin întotdeauna grup cromofor nesaturată, în recuperarea H2 SO3 la locul de rupere a legăturilor duble atașate hidrogen, rezultând substanțe colorate sunt transformate în compusul Leuco incolor. Efectul de decolorare poate ajunge la 30%.
Sulfați sucul de difuzie în timpul purificării sale în producția de zahăr, legume și fructe în timpul prelucrării.
La conservarea fructelor și legumelor, sulfitarea, adică dioxid de sulf, acid sulfuros și sărurile sale acționează ca antiseptic, provocând schimbări profunde în celulele de microorganisme, în special bacterii lactice și .uksusnokislyh. Acțiunea sa asupra microorganismelor asociate cu refacerea proprietăților - ca un acceptor de oxigen, acid sulfuros retardati de respirație microorganisme care duce la moartea microflorei.
Oxidare. Acest proces joacă un rol important în depozitarea grăsimilor, a uleiurilor și a produselor care conțin grăsimi. Grăsimile în timpul depozitării pe termen lung sunt rancidă, care este asociată atât cu transformări chimice sub influența luminii și a oxigenului din aer, cât și cu acțiunea anumitor enzime.
Cel mai simplu caz de ranciditate, adesea observat la depozitarea untului de vaca si a margarinei, este de a se sapa grasimea si acidul liber de acid oleic.
Există un rancid, datorită oxidării acizilor grași nesaturați, sub formă de acid butiric, care dă produsului un miros neplăcut caracteristic acestui acid. Oxigenul se alătură zonei de legături duble, formând peroxizi,
Ca urmare a descompunerii peroxizilor de acizi grași, se formează aldehide, dând grăsimilor un miros și un gust neplăcut. Pentru a preveni oxidarea grăsimilor, ele pot fi depozitate într-un vid sau antioxidanții utilizați - butoxi-oxiizol și butiloxitoluen, sunt introduși în colonii mici, 0,01% din masa de grăsime.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: