Электрофизические методы

К электрофизическим методам относят обработку переменным электрическим током, в электростатическом поле, электроконтактную, высокочастотную, сверхвысокочастотную, инфракрасным излучением.

Инфракрасное излучение используется главным образом для нагревания продукта. Инфракрасному излучению в спектре электромагнитных волн соответствует диапазон длины волн 0,76-750 мкм. С помощью ИК-излучения можно передавать продукту мощный поток тепла. ИК-излучение проникает на некоторую глубину, которая может составлять несколько миллиметров. Благодаря этому проникновению мощность потока тепла может быть много выше без опасности перегрева поверхности продукта. С поверхности продукта происходит интенсивное испарение влаги, вызывающее охлаждение верхних слоев продукта. Это также дает возможность подводить к продукту более интенсивный поток тепла, следовательно, вести процесс значительно интенсивнее. Применение ИК-излучения практически во всех случаях повышает качество и выход продукции, способствует снижению энергетических затрат.

Нагрев СВЧ-энергией в отличие от других электрофизических способов, при которых тепло воспринимается поверхностью продукта и проникает внутрь за счет теплопроводности, обеспечивает нагрев на значительную глубину. Это позволяет осуществлять объемный нагрев независимо от теплопроводности. Это сокращает продолжительность тепловой обработки в 5 – 10 раз, а в отдельных случаях и десятки раз и тем самым ускоряет весь процесс приготовления пищевых продуктов. При СВЧ-нагреве в продукте полнее сохраняются полезные вещества, улучшаются вкусовые качества пищи и санитарно-гигиенические условия труда персонала.

Высокочастотный метод обработки пищевых продуктов эффективен при проведении тепловых и массообменных процессов: нагрев, стерелизация, размораживание. Сушка – механизм действия токов высокой частоты принципиально такой же, как и СВЧ-энергией.

Электроконтактные методы обработки – осуществляются путем непосредственного контакта электрического тока с продуктом, применяемого для нагревания, электроплазмолиза растительного сырья, электростимуляции мясных туш с целью ускорения созревания мяса. Сущность электроконтактного нагрева состоит в том, что электрический ток, проходя через продукт, обладающий сопротивлением, нагревает его.

Весьма эффективным является использование электроконтактного нагрева для размораживания пищевых продуктов, в первую очередь мясных и рыбных блоков.

Методом электроконтактного нагрева удалось создать новый промежуточный процесс – электрокоагуляцию или кратковременный нагрев продукта, например колбасного фарша. Полученные изделия обладают упругой консистенцией и хорошо сохраняют форму при дальнейшей обработке.

Разновидностью электроконтактного метода является электростимуляция. Электростимуляция мясных туш с целью интенсификации процессов созревания мяса является примером эффективного использования теоретических положений на практике. В основу процесса положено известное явление механического сокращения мышечных волокон под действием электрического тока.

Применение электроконтактного метода, или электроплазмолиза при обработке растительного сырья повышает его сокоотдачу. Электроплазмолиз не вызывает разрушения клеточных стенок и поэтому исключает переход пектиновых веществ в сок, а также способствует разрыву плазменных оболочек на более крупные частицы, которые легко задерживаются клеточными стенками при извлечении сока, что положительно сказывается на количестве его выхода.

Сущность обработки продуктов в электростатическом поле состоит в том, что ионизированный газ, перемещаясь в электрическом поле, сообщает заряд тонкодисперсным частицам вещества (коптильный дым, пыль, краска и др.), которые, приобретая заряд, также совершают упорядочное направленное движение от одного электрода к другому.

Процессы с применением высоковольтной ионизации применяют для электрокопчения, электроочистки газов, электросепарирования, электроантисептирования, электропанировки.

Электрофлотация позволяет разделить жидкие неоднородные системы. Её сущность состоит в разложении постоянным электрическим током воды на водород и кислород в виде очень мелких пузырьков, осаждающихся на поверхности жидкой фазы и увлекающих ее вверх. Пузырьки водорода, пронизывая весь объем флотируемой жидкости, вытесняют кислород, снижая уровень окислительно-восстановительного потенциала, и наряду с разделением фаз происходит эффективная деаэрация продукта. Электрофлотация не влияет на содержание инвертного сахара, сухих, дубильных и красящих веществ. Электрофлотация дает хороший эффект при очистке виноградного сока, выделении кормовых дрожжей из патоки.