Energiverdien til matvarer (kaloriinnhold) er mengden energi som dannes under oksidering av fett, proteiner og karbohydrater som finnes i produkter og brukes til kroppens fysiologiske funksjoner.

Kaloriinnhold er en viktig indikator på næringsverdien til matvarer, uttrykt i kilokalorier (kcal) eller kilojoule (kJ). En kilokalori er lik 4,184 kilojoule (kJ), energiverdien til proteiner er 4,0 kcal / g (16,7 kJ / g). Det beregnes vanligvis per 100 g av den spiselige delen av matproduktet for å bestemme energiverdien til produktet, du bør kjenne dens kjemiske sammensetning.

Matprodukter er preget av et kompleks av enkle og komplekse egenskaper - kjemiske, fysiske, teknologiske, fysiobiologiske, etc. Kombinasjonen av disse egenskapene bestemmer deres nytte for mennesker. Nytten til matvarer er preget av ernæringsmessige, biologiske, fysiobiologiske, energimessige, god kvalitet og organoleptiske egenskaper.

Produktets energiverdi er energien som frigjøres fra næringsstoffene til produktene i prosessen med biologisk oksidasjon og brukes til å sikre kroppens fysiologiske funksjoner.

I løpet av livet bruker en person energi, hvorav mengden avhenger av alder, kroppens fysiologiske tilstand, arbeidets art, klimatiske forhold, etc. Energi dannes som et resultat av oksidasjon av karbohydrater, fett, proteiner som finnes i kroppens celler, og i liten grad andre forbindelser - syrer, etylalkohol, etc. Derfor er det nødvendig å vite mengden energi som forbrukes per dag av en person for å gjenopprette reservene i tide. Energien som en person bruker, manifesteres i form av varme, så mengden energi uttrykkes i termiske enheter.

De nødvendige stoffene kommer inn i kroppen med mat. De brukes også til å gi komponentene til celler, vev og organer, for vekst, økning i kroppsvekt. Derfor skal mat gi optimale forhold for menneskeliv og ytelse.

En tilstrekkelig mengde matprodukter av høy kvalitet i kroppen lar deg organisere et balansert (rasjonelt) kosthold, dvs. organisert og rettidig tilførsel av kroppen med produkter som inneholder alle stoffene som er nødvendige for vevsfornyelse, energiforbruk og er regulatorer av en rekke metabolske prosesser. Samtidig bør matstoffer være i gunstige proporsjoner seg imellom. Antall essensielle komponenter i et balansert kosthold overstiger 56 elementer.

Et balansert kosthold krever en viss diett, dvs. fordeling av matinntaket i løpet av dagen, opprettholde en gunstig mattemperatur m.m. Med et balansert menneskelig kosthold bør slike grunnleggende stoffer som proteiner, fett og karbohydrater være i mat i forholdet 1:1:4; og for personer som er engasjert i tungt fysisk arbeid, henholdsvis 1:1:5. Mengden proteiner, fett og karbohydrater som kreves for personer fra forskjellige yrker med et balansert kosthold er forskjellig. Så, for personer i yrker som ikke er relatert til bruk av fysisk arbeidskraft, er det daglige behovet (i g): i proteiner - 100, i fett 87, i karbohydrater - 310. for personer hvis yrker er forbundet med bruk av mekanisert arbeidskraft , et slikt behov er henholdsvis 120, 105 og 375 g, og med bruk av ikke-mekanisert arbeidskraft - 200, 175 og 620 g.

bord

Menneskets daglige behov for næringsstoffer

Næringsstoffer	Daglig rate
Proteiner, g	85
Fett, g	102
Fordøyelige karbohydrater, f	382
Inkludert mono- og disakkarider	50-100
Mineraler, mg
Kalsium	800
Fosfor	1200
Magnesium	400
Jern	14
vitaminer
I 1 mg	1,7
B 2, mg	2,0
PP, mg	19
B 6, mg	2,0
Klokken 12, ICG	3,0
Klokken 9, ICG	200
C, mg	70
A (i form av retinolekvivalent), mcg	1000
E, MEG	15*
D, MEG	100**
Kaloriinnhold, kal	2775

15* = 10 mg tokoferol.

100** = 2,5 µg vitamin D3.

Naturen til proteiner, fett og karbohydrater er av stor betydning i menneskelig ernæring. Det antas at den totale mengden proteiner skal gi 15 % av det daglige kaloriinnholdet (energiverdi), og av denne mengden bør mer enn 50 % av animalske proteiner stå for, fett bør utgjøre ca. 30 % av kaloriene ( hvorav 25 % er vegetabilske), er andelen karbohydrater litt over 50 % (hvorav 75 % for stivelse, 20 % for sukker, 3 % for pektiner og 2 % for fiber).

Energikostnadene til en person består av energiforbruk til grunnleggende metabolisme, matinntak og arbeidsaktivitet.

Energien som brukes av kroppen for basal metabolisme er assosiert med arbeidet til indre organer (hjerte, lunger, endokrine kjertler, lever, nyrer, milt, etc.). Det antas at en voksen mann som veier 70 kg bruker 1700 kcal, eller 7123 kJ, på hovedmetabolismen per dag, og en kvinne - 5% mindre. Eldre har lavere energiforbruk enn yngre.

Å spise øker energiforbruket for kroppens basale metabolisme med gjennomsnittlig 10-15 % per dag og avhenger av arten av en persons aktiviteter. Så, for forskjellige typer arbeid, brukes omtrent følgende mengde energi (kcal / t):

med lett fysisk mekanisert arbeid - 75; under arbeid av middels alvorlighetsgrad, delvis mekanisert - 100;

med intens fysisk ikke-mekanisert arbeid - 150-130;

med veldig hardt fysisk arbeid og sport - 400 eller mer.

I henhold til energikostnader er den voksne befolkningen i landet delt inn i fem grupper, barn - i åtte. I tillegg skilles energikostnadene til menn og kvinner i alderen 18-29, 30-39, 40-59 år separat. De eldre er en spesiell gruppe. Energiverdien til matvarer uttrykkes i kcal eller kJ (1 kcal tilsvarer 4,186 kJ).

I tabellen. Data som karakteriserer energikostnadene til menn og kvinner i alderen 18 til 60 år for ulike typer arbeidskraft er gitt. Ved beregning av energibehovet for befolkningen ved angitt alder ble gjennomsnittlig kroppsvekt antatt å være 70 kg for menn og 60 kg for kvinner.

bord

Kjennetegn på energikostnadene til menn og kvinner i ulike aldre med ulike typer arbeidskraft

Arbeidsintensitetsgruppe	Energibehov, kcal		Arbeidets natur
	menn	kvinner
1	2800-2500	2400-2200	Mennesker hovedsakelig mentalt arbeid (arbeidere innen vitenskap, kultur, ansatte)
.2	3000-2750	2550-2350	Mennesker med lett fysisk arbeid (signalgivere, klesarbeidere osv.)
3	3200-2950	2700-2500	Folk med moderat fysisk arbeid (låsesmeder, sjåfører, jernbanearbeidere)
4	3700-3450	3150-2900	Mennesker med betydelig fysisk arbeid (byggere, metallurger, landbruksarbeidere)
5	4300-3900		Folk med hardt fysisk arbeid (lastere, murere)

Inntil nylig ble det antatt at oksidasjonen av 1 g protein, fordøyelige karbohydrater og organiske syrer i menneskekroppen frigjør ca 4,1 kcal (17,2 kJ), mens oksidasjonen av 1 g fett 9,3 kcal (38,9 kJ), senere ble funnet at energiverdien til karbohydrater er noe lavere enn for proteiner (tabell).

bord

Energiverdikoeffisienter for ulike næringsstoffer

Fett og karbohydrater under den normale assimileringsprosessen i kroppen brytes ned til sluttprodukter (karbondioksid og vann), som ved normal forbrenning. Proteiner brytes ikke fullstendig ned, med frigjøring av produkter som urea, kreatinin, urinsyre og andre nitrogenholdige forbindelser med betydelig potensiell termisk energi. Derfor er varmemengden under fullstendig oksidasjon av proteinet til sluttproduktene (ammoniakk, vann og karbondioksid) større enn under oksidasjonen i kroppen.

Matens energiverdi kan bestemmes av dens kjemiske sammensetning. Så hvis pasteurisert melk inneholder (i%): proteiner - 2,8, fett - 3,2 og sukker - 4,7, vil energiverdien til 100 g melk være 57,86 kcal (4,0 kcal * 2,8 + 9,0 kcal* 3,2 +3,8 kcal* 4,7), eller 241,89 kJ.

Hvis den daglige dietten inneholder (i g):

proteiner - 80, karbohydrater - 500, fett - 80, da vil dens totale energiverdi være 2915 kcal (4,0 kcal * 80 +9,0 kcal * 80 + 3,8 kcal * 500), eller 12 184,7 kJ.

Avhengig av den kjemiske sammensetningen er energiverdien til matvarer forskjellig (tabell).

bord

Energiverdi av ulike matvarer

Produktnavn	Innhold		%	Energi
	proteiner	fett	karbohydrater	verdi, kcal (kJ)
Premium hvetemel	10,3	0,9	74,2	327(1388)
Bokhvete	12,6	2,6	68	329(1377)
Premium pasta	10,4	0,9	75,2	332(1389)
Fullkornsrugbrød	5,6	1,1	43,3	199(833)
Byboller	7,7	2,4	53,4	254(1063)
Sukker	-	-	99,8	374(1565)
Sjokolade uten tilsetningsstoffer	5,4	35,3	47,2	540(2259)

Sukkerkjeks laget av premium mel	7,5	11,8	74,4	417(1745)
Pasteurisert melk	2,8	3,2	4,7	58(243)
Rømme 30% fett	2,6	30,0	2,8	293(1228)
Fet cottage cheese	14	18	1,3	226(945)
Sterilisert kondensert melk	7,0	7,9	9,5	136(565)
nederlandsk ost	26,8	27,3	-	361(1510)
Fløte margarin	0,3	82,3	1	746(3123)
Smør usaltet	0,6	82,5	0,9	748(3130)
hvit kål	1,8	-	5,4	28(117)
Potet	2,0	0,1	19,7	83(347)
malte tomater	0,6	-	4,2	19(77)
Epler	0,4	-	11,3	46(192)
Drue	0,4	-	17,5	69(289)
Biff 1 kategori	18,9	12,4	-	187(782)
Doktorskaya pølse	13,7	22,8	-	260(1088)
Kokt skinke Tambov	- 19,3	20,5	-	262(1096)
kyllingegg	12,7	11,5	0,7	157(657)
Karpe	16	3,6	1,3	96(402)
Sibirsk størje	15,8	15,4	1	202(845)
Atlantisk sild	17	8,5	-	145(607)

Den høyeste energiverdien har: smør, margarin, sjokolade, sukkerkaker og granulert sukker, lav - melk, epler, kål, noen typer fisk (karpe, torsk, etc.).

bord

Kjemisk sammensetning av mat

Produkt	ekorn	fett	karbohydrater	aske
Kokte pølser:
kosttilskudd
doktorgrad
Skille
Kokte røkte pølser:
amatør
Cervelat
Bryst
Røykbakt
Kokt tambovskinke
Hermetikk:
Hakket svinekjøtt
lammestuing
Biffgryte
Brød og bakervarer:
Rye enkel
Bord ildsted
Hvetemel:
Toppkarakter
Skivede brød med mel 1 s.

Pasta:
Toppkarakter
Raffinerte vegetabilske oljer.
Solsikke
Peanøtt
oliven
korn
Margarin:
Lactic
kremete
Konfekt
Karamell
kakaopulver
Marmelade
Halva takhinskaya
puff kake
Te uten sukker
Sukkerfri kaffe
Melk 3,2% fett
Krem 20% fett
Fet cottage cheese

Beregning av energiverdien til matvarer

For å bestemme det teoretiske kaloriinnholdet i 100 g mat, må du vite det spesifikke kaloriinnholdet i næringsstoffer (1 g fett frigjør 9 kcal; 1 g protein - 4,1 kcal; 1 g karbohydrater - 3,75 kcal) og multiplisere med mengden produktene inneholder. Summen av de oppnådde indikatorene (produktene) bestemmer det teoretiske kaloriinnholdet i matvaren. Når du kjenner til kaloriinnholdet i 100 g av produktet, kan du bestemme kaloriinnholdet i en hvilken som helst mengde. Når du kjenner til det teoretiske kaloriinnholdet, for eksempel karbohydrater, kan du finne det praktiske (faktiske) kaloriinnholdet i karbohydrater ved å multiplisere resultatet av det teoretiske kaloriinnholdet i karbohydrater med fordøyelighet i produkter (for karbohydrater - 95,6%) og dividere produktet med 100.

Regneeksempel. Bestem det teoretiske kaloriinnholdet i 1 kopp (200 g) kumelk.

I følge tabellen over kjemisk sammensetning eller læreboken for råvarevitenskap finner vi den gjennomsnittlige kjemiske sammensetningen av kumelk (i%):

fett - 3,2; proteiner - 3,5; melkesukker - 4,7; aske - 0,7.

Løsning:

Kaloriinnholdet i fett i 100 g melk er 9x3,2 = 28,8 kcal. Kaloriinnholdet i proteiner i 100 g melk er 4 x 3,5 = 14,0 kcal. Kaloriinnholdet av karbohydrater i 100 g melk er 3,75 x 4,7 \u003d 17,6 kcal.

Det teoretiske kaloriinnholdet i 1 glass melk (200 g) vil være lik 60,4 x 2 = 120,8 kcal (28,8 + 14,0 + 17,6) x 2: Det faktiske kaloriinnholdet vil være, tatt i betraktning fordøyelighet av fett - 94% , proteiner - 84,5%, karbohydrater - 95,6%.

17,6*95/100 + 28,8*94/100+ 14,0*84,5/100= 54,73 kcal

For å konvertere kilokalorier til kilojoule multipliseres antall kilokalorier med 4,184 (i henhold til SI-systemet).

FOREDRAG 1.

HOVEDEGENSKAPER TIL MATVARER OG RÅVARER.

KLASSIFISERING AV HOVEDPROSESSER

MATTEKNOLOGI.

PRINSIPPER ANALYSE OG PROSESSBEREGNING OG APPARATER

1.1. HOVEDEGENSKAPER TIL MATVARER OG RÅVARER

Hydromekaniske prosesser er prosesser hvis hastighet bestemmes av lovene om mekanikk og hydrodynamikk. Disse inkluderer prosessene med å flytte væsker og gasser gjennom rørledninger og apparater, blande inn flytende medier, separere suspensjoner og emulsjoner ved å sedimentere, filtrere, sentrifugere og fluidisere granulært materiale.

Varmevekslingsprosesser- dette er prosesser knyttet til overføring av varme fra mer oppvarmede legemer (eller medier) til mindre oppvarmede. Disse inkluderer prosessene med oppvarming, pasteurisering, sterilisering, avkjøling, kondensering, fordampning, etc. Hastigheten av termiske prosesser bestemmes av lovene for varmeoverføring.

Støpejern er flerkomponentlegeringer av jern med karbon, så vel som med silisium, mangan og fosfor. Støpejern brukes til fremstilling av både individuelle maskindeler og hele apparater: pumpe- og kompressorsylindre, gir- og snekkehjul, rør og rørdeler.

Hovedmetoden for å produsere støpejernsdeler er støping.

Støpejern motstår kompresjon godt, dårlig - bøying og strekking, samt chipping.

Ikke-jernholdige metaller, hovedsakelig aluminium og kobber, er mye brukt i matteknikk.

Aluminium har tilstrekkelig styrke, lav tetthet, god varmeledningsevne, enkel stempling og rulling. For produksjon av utstyr brukes AOO- og AO-merker med et aluminiuminnhold på henholdsvis 99,7 og 99,6 %.

Kobber er et verdifullt konstruksjonsmateriale. For produksjon av matutstyr brukes klassene M2 og M3.

Kobber, som aluminium, strekker seg godt, er stemplet og rullet både i varme og kalde tilstander. For produksjon av utstyr - varmevekslere, destillasjonskolonner, etc. - brukes glødet kobber. Fra kobberbaserte legeringer brukes bronse og messing.

Ikke-metalliske materialer av uorganisk og organisk opprinnelse er mye brukt i næringsmiddelindustrien. Glass brukes fra materialer av uorganisk opprinnelse for fremstilling av en rekke apparater (destillasjon og fordampere, varmevekslere, gjæringsanlegg, destillasjonskolonner, rørledninger, etc.). Bruken av glass forbedrer de sanitære og hygieniske forholdene for matproduksjon.

Strukturplast brukes fra materialer av organisk opprinnelse: polyetylen, polykarbonat, polysulfon, polyamider, fluoroplast-4, polystyren, etc. Polyetylen brukes til fremstilling av beholdere for matråvarer, foring og fylling av apparater og andre formål. For eksempel, i en kontinuerlig prosess for produksjon av champagne, brukes sylindriske polyetylendyser for å øke overflatearealet til fasene i reaktorene.

Polykarbonat og polyamider brukes til å lage noen deler av utstyr, redskaper, etc. Fluoroplast-4 brukes til fremstilling av pakninger og andre tetningsdeler, foring av apparater. Filmer for membranenheter er laget av polysulfon og polykarbonat. Polystyren brukes til å pakke og lage retter.

Kjemisk motstand av materialer. Strukturelt materiale for produksjon av enheter som opererer i aggressive miljøer må ha høy kjemisk motstand. For tidlig feil på maskiner og deres deler er ofte et resultat av feil valg av materiale for deres produksjon.

Korrosjonsprodukter er årsaken til forringelsen av kvaliteten på produktet, forurenser det. De kan ødelegge fargen, forverre smaken, gi en lukt til produktet. I tillegg kan apparatmaterialet tjene som en katalysator som intensiverer forløpet av sideprosesser. Kontakten av bearbeidede stoffer med korrosjonsbestandig materiale kan i noen tilfeller forstyrre gjennomføringen av prosesser, for eksempel biokjemiske.

Evalueringen av materialet for korrosjonsbestandighet er utført i en spesiell skala (tabell 1.3.1).

Tabell 1.3.1. Skala for korrosjonsbestandighet av metaller

Motstandsgruppe	korrosjonsbestandighet	korrosjonshastighet,
Helt motstandsdyktig
Veldig motstandsdyktig
Lite motstandsdyktig
Lav motstand
ustabil

For å vurdere intensiteten av korrosjonsprosessen, brukes en dyp- eller masseindikator. Dybdeindikatoren med jevn korrosjon måles ved en reduksjon i tykkelsen på metallet (i mm) per år. For produksjon av utstyr brukes materialer, hvis korrosjonshastighet ikke overstiger 0,1 ... 0,5 mm per år.

For å beskytte metaller mot korrosjon, er de belagt med metall og ikke-metalliske filmer og foret. Fra metaller brukes krom, nikkel, aluminium, etc. til disse formålene, fra ikke-metaller - emaljer, polymermaterialer og forskjellige lakker.

Teknisk og økonomisk valg av korrosjonsbestandige materialer. Når du velger materialer, bør følgende faktorer tas i betraktning: startkostnaden for hovedprosessutstyret; kostnader på grunn av korrosjon eller eliminering av konsekvensene i prosessen med vedlikehold av utstyr i den betraktede korrosjonsbestandige designen; kostnader på grunn av korrosjon eller eliminering av dets konsekvenser under nåværende og større reparasjoner av utstyr; tap fra nedetid under overhalingstiden til utstyr på grunn av korrosjon eller eliminering av konsekvensene. Alternativet med minimale kostnader er det mest rasjonelle for hver posisjon i den utviklede teknologiske ordningen.

1.3.5. BESTEMMELSE AV ENHETENS HOVEDDIMENSJONER

Hovedtyper av prosesser og enheter. Maskiner og apparater i henhold til prinsippet om å organisere prosessen er periodisk, kontinuerlig og blandet handling.

I en periodisk prosess utføres dens individuelle stadier (for eksempel lasting av deig i en mikser, oppvarming, blanding og lossing) i ett apparat (maskin), men i en viss sekvens.

I en kontinuerlig prosess utføres dens individuelle stadier samtidig, men på forskjellige steder i samme maskin eller apparat eller i forskjellige maskiner og apparater.

I blandede prosesser utføres individuelle stadier periodisk i maskiner og apparater med periodisk handling, og andre stadier - i maskiner og apparater med kontinuerlig handling.

Avhengig av endringen i prosessparametere (temperaturer, trykk, hastigheter, konsentrasjoner osv.) over tid, deles de inn i jevn (stasjonær) og ustødig (ikke-stasjonær).

I jevne prosesser er verdiene til parameterne konstante i tid (kontinuerlige prosesser), og i ustødige prosesser endres de i tid, det vil si at de er funksjoner av posisjon i rom og tid (periodiske prosesser).

Kontinuerlige prosesser skiller seg fra periodiske prosesser i fordelingen av oppholdstiden til partiklene i mediet i apparatet og de tilhørende endringer i andre faktorer (temperaturer, konsentrasjoner) som påvirker prosessen. I et periodisk fungerende apparat er alle partikler på samme tid, i et kontinuerlig opererende apparat - forskjellige tider.

For å karakterisere periodiske og kontinuerlige prosesser brukes følgende begreper:

varigheten av prosessen τ er tiden som kreves for å fullføre alle stadiene fra lasting av råstoffet til lossing av det ferdige produktet;

prosessperiode ∆τ - tid fra starten av lasting av råstoffet til denne batchen til starten av lasting av råstoffet til neste batch;

graden av kontinuitet τ/∆τ er kvotienten for å dele varigheten av prosessen med perioden.

En periodisk prosess er karakterisert ved en periode ∆τ> 0, dens grad av kontinuitet τ / ∆τ<1 и единством места осуществления отдельных стадий процесса.

En kontinuerlig prosess er preget av perioden ∆τ→0, graden av dens kontinuitet τ / ∆τ → ∞, og enheten til plasseringen av de enkelte stadiene.

Kontinuerlige prosesser er nå mye introdusert i industrien på grunn av deres betydelige fordeler fremfor periodiske. Slike fordeler ligger i muligheten for spesialisering og typifisering av utstyr for hvert trinn i prosessen, i stabilisering av prosessen over tid, stabilisering og forbedring av kvaliteten på produktet, i innføring av automatiske prosesskontrollsystemer (APCS) .

I henhold til fordelingen av konsentrasjoner (temperaturer) i arbeidsvolumet er enhetene av ideell blanding, ideell fortrengning og mellomtype.

I ideelle blandeapparater er konsentrasjonen (temperaturen) i hele volumet den samme og lik konsentrasjonen (temperaturen) ved utløpet av enheten.

I det ideelle fortrengningsapparatet endres konsentrasjonen (temperaturen) jevnt fra initial til endelig.

I virkelige apparater skiller konsentrasjonsfeltet (temperaturer) seg som regel fra ordningene for ideell blanding og ideell fortrengning. De tilhører enhetene av middels type.

I enheter av en mellomtype kan fordelingen, eller feltet, av konsentrasjoner (temperaturer) i arbeidsvolumet karakteriseres ved antall ideelle blande-pseudo-seksjoner eller diffusjonskoeffisienter.

Graden av tilnærming av feltet av konsentrasjoner (temperaturer) til feltene i apparatet for ideell blanding eller fortrengning settes eksperimentelt på grunnlag av responskurvene til forstyrrelsen som innføres i strømmen. Så, med antall pseudoseksjoner N=1 vi har et ideelt blandeapparat, med N→∞ - ideelt forskyvningsapparat. For en mellomverdi av antall pseudoseksjoner N enheten tilhører enhetene av middels type.

Fordelingen av konsentrasjoner (temperaturer) i apparatet må være kjent for å beregne gjennomsnittlig drivkraft for prosessen og oppholdstid.

La oss vurdere arten av temperaturendringer i kontinuerlig-virkende apparater av ideell blanding, ideell forskyvning og mellomtype.

I et ideelt blandeapparat (fig. 1.3.1, a) er væsken ideelt blandet. Temperaturen på væsken som kommer inn i apparatet tH tar umiddelbart verdien av temperaturen til væsken i enheten tK, som er lik slutttemperaturen til væsken ved utløpet av apparatet.

Ris. 1.3.1. Naturen til temperaturendringen når væsken varmes opp i apparatet:

hvor: en- perfekt blanding; b- ideell forskyvning; v- mellomtype: ts - begrensende temperatur i prosessen (for eksempel temperaturen på oppvarmingsdampen)

I det ideelle fortrengningsapparatet (fig. 1.3.1, b) blandes ikke volumene av væske som kommer inn i apparatet med de forrige, og forskyver dem fullstendig. Som et resultat varierer temperaturen til væsken jevnt langs lengden eller høyden av apparatet fra tH før tK.

I enheter av middels type (fig. 1.3.1, v) er det ingen ideell blanding av væsken, men det er heller ingen ideell fortrengning. Som et resultat endres temperaturen på væsken i utgangspunktet trinnvis fra tH før t" H, som i et perfekt blandeapparat, og skifter deretter jevnt fra tn" før t til, som i apparatet for ideell forskyvning.

Drivkraften til prosessen er forskjellen mellom begrensende temperatur og driftstemperatur. På fig. 1.3.1 viser endringen i drivkraft (temperaturforskjell) proporsjonal med verdiene til de skraverte områdene. Maksimalverdiene for drivkraften tilsvarer de ideelle forskyvningsapparatene, minimumsverdiene tilsvarer de ideelle blandeapparatene, de mellomliggende tilsvarer apparatene av mellomtypen.

Hvis arbeidsvolumet til det ideelle blandeapparatet vp delt på N seriekoblede seksjoner med et volum på hver Vp / N, så kan drivkraften økes betydelig, og jo mer N, jo større drivkraft. I praksis, ved N=8...16, vil drivkraften til et slikt mellomtypeapparat nærme seg drivkraften i det ideelle forskyvningsapparatet.

Beregning av enheter (maskiner) med periodisk handling. Ved beregning av enheter (maskiner) med periodisk handling, er de satt av produktivitet per tidsenhet (per time, dag, etc.) Vτ og prosessperiode ∆τ.

Antall produktpartier per dag, som produseres av ett apparat eller en maskin, b=24/∆τ.

Antall partier som må produseres per dag for å oppnå en gitt produktivitet Vτ, a=V τ /V hvor Vp er arbeidsvolumet til apparatet.

Nødvendig antall enheter eller maskiner n=a/b=Vτ ∆τ/(24Vr).

Hvis den gitte ytelsen leveres av betjeningen av én enhet eller maskin (n=1), er arbeidsvolumet https://pandia.ru/text/78/416/images/image005_120.gif" width="133" høyde ="25 src= ">, (1.3.4)

hvor M er massen av det oppnådde produktet; Vr - arbeidsvolum til enheten; - varigheten av prosessen; - volumetrisk hastighet av prosessen; er den gjennomsnittlige drivkraften til prosessen.

Generelt, https://pandia.ru/text/78/416/images/image009_87.gif" width="139" height="53 src=">.

Hvis volumet av råvarer behandlet per tidsenhet er , er den gjennomsnittlige produktiviteten til apparatet per tidsenhet (i kg / s, kg / t)

https://pandia.ru/text/78/416/images/image012_67.gif" width="112" height="47 src=">.

Det er et visst forhold mellom ytelsen til apparatet og dets arbeidsvolum.

Fra strømningsligningen =fv, hvor f- tverrsnittsareal av apparatet; v - lineær hastighet. Multipliser og del høyre side av denne ligningen med lengden på apparatet L, så = fL v/ L= /, eller

https://pandia.ru/text/78/416/images/image006_103.gif" width="13 height=15" height="15"> bestemmer vi fra en sammenligning av ligninger (1.3.4) og (1.3. 5):

Industrielt utstyr" href="/text/category/promishlennoe_oborudovanie/" rel="bookmark">industrielt utstyr, skriv inn passende koeffisienter i beregningsligningene, og tar hensyn til endringen i skalaen til prosessen og apparatet. Slike koeffisienter oppnås på grunnlaget for fysisk og matematisk modellering av prosesser og apparater.

1.3.6. SIMULERING OG LIKHET I MATTEKNOLOGISKE PROSESSER

Typer modellering. Matteknologiske prosesser er preget av et stort antall og variasjon av parametere som bestemmer forløpet av prosesser, et betydelig antall interne forhold mellom parametere. For å begrense en så stor informasjonsflyt om prosessen, lages en modell som reflekterer de individuelle fenomenene i prosessen som studeres.

Modelleringsprosessen innebærer å sammenligne modellen med fenomenet (modellen anses som tilfredsstillende hvis avviket er lite) og sammenligne vår forventning med modellens avlesninger.

To typer modellering brukes: fysisk og matematisk. I fysisk modellering foregår studiet av denne prosessen på en fysisk modell. Matematisk modellering gir en matematisk beskrivelse av modellen for prosessen som studeres. I dette tilfellet erstattes den fysiske prosessen med en algoritme som modellerer den. Deretter fastsettes modellens egnethet til prosessen som studeres.

Metodene for matematisk modellering i kombinasjon med en datamaskin gjør det mulig, til relativt lave materialkostnader, å studere ulike alternativer for maskinvare og teknologisk design av prosessen, for å finne de optimale.

I matematisk modellering brukes også egenskapen til isomorfisme til differensialligninger, som er en refleksjon av enheten i naturlovene og lar en beskrive fenomener som er forskjellige i deres fysiske natur ved å bruke differensialligninger av samme type. Det er en analogi mellom prosesser som er forskjellige i sin essens: elektrisk, hydrodynamisk, termisk og masseoverføring. Disse prosessene er beskrevet av differensialligninger av samme type: overføring av elektrisitet (loven om differensialligninger av samme type:

elektrisitetsoverføring (ohms lov)

Jeg = - (1/R)(dU/ dx);

overføring av energimengden (Newtons friksjonslov) -

https://pandia.ru/text/78/416/images/image017_56.gif" width="64" height="21">,

hvor: dU/ dx, dv/ dx, dc/ dx, dt/ dx er gradientene av henholdsvis spenning, hastighet, konsentrasjon og temperatur; her Jeg- strømstyrke; https://pandia.ru/text/78/416/images/image018_38.jpg" width="226" height="154 src=">

Ris. 1.3.2. Geometrisk lignende enheter

Tidslig likhet ligger i det faktum at forholdet mellom tidsintervallene for gjennomføring av lignende stadier av prosessen holdes konstant.

For eksempel er varigheten av oppvarming av blandingen til kokepunktet i det første apparatet , og i den andre - τ "1 Varigheten av fordampning av en viss mengde vann er henholdsvis τ" 2 og τ "2. Da vil den tidsmessige likheten til prosessene være preget av relasjonen

https://pandia.ru/text/78/416/images/image021_50.gif" width="75" height="24 src=">.gif" width="21" height="24 src=">- skalafaktor med tidsmessig likhet.

Den tidsmessige likheten mellom prosesser kalles homokronisme. I tilfellet når Kτ=1, er det en synkronisme av prosesser, som er et spesielt tilfelle av homokroni.

Likhet mellom fysiske mengder foregår underlagt geometrisk og tidsmessig likhet. I dette tilfellet snakker man også om likheten mellom felt med fysiske mengder.

Feltet til en fysisk mengde er et sett med øyeblikkelige lokale verdier av denne mengden i hele arbeidsvolumet der prosessen foregår.

Likhet mellom randbetingelser ligger i det faktum at forholdet mellom alle verdier av mengdene som karakteriserer disse forholdene for lignende punkter på lignende tidspunkt forblir konstant.

Likhet mellom startbetingelsene betyr at i det første øyeblikket, når studiet av prosessen begynner, observeres likheten mellom feltene av fysiske mengder som karakteriserer prosessen.

Hvis alle de individuelle egenskapene til de forskjellige prosessene inkludert i samme klasse er like, så er prosessene også like, dvs. lignende prosesser er én prosess som skjer på forskjellige skalaer, siden slike prosesser er beskrevet av de samme differensialligningene, og individet egenskapene til prosessene (betingelsens unikhet) varierer i skala.

La oss definere likhetsbetingelsene ved å bruke eksemplet på differensialligningen til mekanikkens andre lov F= m(dv/ dτ), hvor F-makt; T- vekt; v- hastighet; τ - tid. La oss bringe ligningen til en dimensjonsløs form. For å gjøre dette deler vi begge sider av ligningen i høyre side: Fdτ/(mdv)=1 . Så for den første av de to betraktede lignende prosessene F"dτ"/(m"dv")=l ; for den andre - F""dτ""/(m""dv"")=l .

Siden prosessene er like, erstatter vi variablene i den første prosessen med de tilsvarende variablene i den andre prosessen, multipliserer dem med skalafaktorene:

https://pandia.ru/text/78/416/images/image027_36.gif" width="112" height="45 src=">.

Den resulterende ligningen og ligningen for den andre prosessen skal ikke være forskjellige. Imidlertid er de forskjellige i komplekset til produktet av skalafaktorer. Disse ligningene vil åpenbart være identiske bare når dette komplekset er lik en:

KFK τ/(KmKv)=1 . Denne relasjonen uttrykker betingelsen for likhet mellom prosesser: multiplikasjon av variabler med konstante skalafaktorer endrer ikke selve differensialligningen.

La oss erstatte skalafaktorene med de tilsvarende verdiene. Deretter

https://pandia.ru/text/78/416/images/image029_32.gif" width="221" height="41 src=">

Uttrykket idem betyr "en og den samme", det vil si at i hver slik prosess kan komplekser av variable mengder endres i rom og tid, men på alle lignende punkter i arbeidsvolumet til lignende tider, får disse kompleksene samme verdi . Dimensjonsløse komplekser satt sammen etter denne typen kalles likhetskriterier eller likhetstall.

Likhetskriterier er oppkalt etter fremtredende forskere kjent for sitt arbeid innen det relevante vitenskapsfeltet. Kriteriet oppnådd ovenfor karakteriserer den mekaniske likheten og kalles Newtons kriterium: Ne=Fτ/( mv).

Å oppnå likhetskriterier fra en differensialligning reduseres til følgende operasjoner: 1) en differensialligning for prosessen kompileres; 2) differensialligningen reduseres til en dimensjonsløs form ved å dele begge deler av ligningen i høyre eller venstre side eller ved å dele alle begrepene med ett av begrepene, tatt i betraktning dens fysiske betydning; 3) differensieringssymboler er krysset ut. Symbolene for grader av differensialer er bevart.

Under prosessen kan fysiske mengder på forskjellige punkter i arbeidsvolumet ha forskjellige verdier. I dette tilfellet vises gjennomsnittsverdiene i likhetskriteriene, og deretter brukes de gjennomsnittlige likhetskriteriene (tall).

I tillegg til likhetskriteriene hentet fra differensialligninger, brukes også parametriske kriterier, som er forholdet mellom to størrelser med samme navn og følger direkte av tilstanden til forskningsproblemet.

For eksempel, når man studerer bevegelsen av væske i en kanal, vil prosessen avhenge av forholdet mellom lengden på røret og diameteren l/ d=G1(hvor Г er et geometrisk likhetskriterium), relativ ruhet og rørdiameter Δ/ d=G2. Den lineære størrelsen inkludert i disse likhetskriteriene kalles den definerende størrelsen.

Alle likhetskriterier kan deles inn i å bestemme og bestemme. De bestemmende kriteriene består kun av fysiske mengder inkludert i unikhetsbetingelsene. Likhetskriterier, som inkluderer minst én verdi som ikke er inkludert i unikhetsbetingelsene, kalles definerte.

For å sikre likhet er det nødvendig med likhet mellom definerende kriterier. Likhet mellom definisjonskriteriene er en tilstrekkelig betingelse for likhet.

De ikke-definerende kriteriene er en entydig funksjon av de definerende kriteriene.

Det første likhetsteoremet kan formuleres som følger: hvis prosesser er like, er alle likhetskriterier like.

Det andre likhetsteoremet (Federmans teorem-Buckingham) argumenterer for at resultatene av eksperimenter bør presenteres i form av avhengigheter mellom kriterier. Den funksjonelle avhengigheten mellom likhetskriteriene kalles kriterieligningen. Kriterieligninger beskriver hele gruppen av lignende prosesser. Denne omstendigheten er av stor praktisk betydning og gjør det mulig å modellere et industrianlegg etter en tilsvarende laboratoriemodell.

Formen på kriterieligningen bestemmes eksperimentelt. I mange tilfeller er denne avhengigheten representert som en maktfunksjon.

Det tredje likhetsteoremet (teorem,mana) sier at kriterieligningene kun gjelder for slike prosesser.

Fenomener er like hvis definerende kriterier er numerisk like, og følgelig er de definerte kriteriene like.

Avslutningsvis kan det slås fast at studiet av prosesser ved metoden likhetsteori består i å oppnå en matematisk beskrivelse av prosessen ved å bruke differensialligninger og unikhetsbetingelser, transformere disse differensialligningene (eller en differensialligning), som vist ovenfor, til en kriterieligning og finne en spesifikk form for denne ligningen basert på eksperimentell studie av prosessen.

1.3.7. BEREGNING AV VARME- OG MASSEUTVEKSLINGSAPPARAT Tatt i betraktning

FAKTOREN FOR SKALOVERGANG

Med en storskala overgang til industrielle enheter, fører en økning i diameteren til kontaktenhetene på den ene siden til en økning i lengden på strømningsbanen, noe som øker effektiviteten av masseoverføring. Men i dette tilfellet forverres fordelingen av strømmen over tverrsnittet - hydrodynamikken til apparatet endres. Det er en tverrgående ujevnhet av strømninger, noe som fører til en reduksjon i effektiviteten av masseoverføring i apparatet.

Nedgangen i effektiviteten til industrielle apparater for varme og masseoverføring sammenlignet med en lignende laboratoriemodell er en konsekvens av en endring i hydrodynamikken til strømninger, alt annet likt, som fører til en reduksjon i den gjennomsnittlige drivkraften til prosessen.

Drivkraften i et industrielt apparat kan bestemmes av formelen

hvor: pr, m - drivkraft, henholdsvis i industri- og modellenheter; FN- faktor for storskala overgang.

Vi uttrykker drivkraften i et reelt apparat av en mellomtype i form av drivkraften i et ideelt forskyvnings- eller forskyvningsapparat:

https://pandia.ru/text/78/416/images/image033_30.gif" width="25" height="25"> - drivkraften i det ideelle fortrengnings- eller blandeapparatet.

Ved å erstatte verdiene til drivkreftene i varme- og masseoverføringsligningen (1.3.1) for modellen og industrielle kontaktanordninger, får vi skalaovergangsfaktoren, som karakteriserer påvirkningen av den hydrodynamiske situasjonen under skalaovergangen på drivkraften til prosessen:

FN=E pr/E m

hvor: Epr, Em - koeffisienter for bruk av drivkraften, henholdsvis i industri- og modellkjøretøy.

Deretter overflatearealet (volum) av apparatet

Hvis fordelingen av konsentrasjoner (temperaturer) i modellen er den samme som i apparatet for ideell fortrengning eller blanding, dvs. m = u, så er Em = 1 og FN = Epr. Effektiviteten til modellen og industriapparatet vil være den samme hvis ФN = 1.

En av måtene å øke effektiviteten til enheter under en storskala overgang er å organisere prosessen i den ideelle forskyvningsmodusen. I dette tilfellet ФN → 1.

For å karakterisere feltene for konsentrasjoner (temperaturer) i apparaturene, brukes hydrodynamiske modeller for blanding: pseudo-seksjons-, diffusjons-, sirkulasjons- og kombinerte modeller av blandings- og strømningsstrukturer bygget på deres grunnlag, som gjør det mulig å utføre analytiske studier og beskrive (formalisere) prosessen.

Et av kravene til modellen er at modellen best mulig skal gjenspeile materiens natur og energistrømmer med en ganske enkel matematisk beskrivelse.

Den matematiske modellen inkluderer hydrodynamiske egenskaper ved strømningsstrukturen og en beskrivelse av kinetikken til prosessen under vurdering.

Den pseudo-seksjonelle (cellulære) blandingsmodellen er konstruert fra antakelser om likheten til partikkelblanding i en kanal og i en kaskade av N seriekoblede komplette blandeseksjoner og er beskrevet av et system av førsteordens lineære differensialligninger av formen.

https://pandia.ru/text/78/416/images/image036_25.gif" width="236" height="48 src=">, (1.3.9)

hvor: X og - gjeldende konsentrasjon og tid; X n er startkonsentrasjonen; Flushing" href="/text/category/vimivanie/" rel="bookmark">spyler ut indikatoren som er angitt i kanalen.

På fig. 1.3.3 viser kurvene konstruert etter ligning (1.3.9) med N= 1...5, 7, 10, 20.

Diffusjonsblandingsmodellen beskriver fordelingen av et stoff i en strømning på grunn av molekylær og turbulent diffusjon ved en differensialligning av endimensjonal konvektiv diffusjon, der den effektive tilbakeblandingskoeffisienten introduseres:

https://pandia.ru/text/78/416/images/image039_24.gif" width="13" height="15"> (dx / dz).

Med perfekt blanding, konsentrasjonen X på ethvert punkt er konstant og differensialligningen har formen х=xneхр(-τ/τв).

https://pandia.ru/text/78/416/images/image039_24.gif" width="13" height="15 src=">l/De

hvor: v - strømningshastighet; l - lineær størrelse.

Å etablere en sammenheng mellom disse parameterne er av stor praktisk betydning, siden det tillater bruk av blandingsdata innhentet på grunnlag av en diffusjonsmodell i matematiske beskrivelser av masseoverføring, som er basert på en pseudo-seksjonsblandingsmodell.

Den pseudoseksjonelle modellen faller sammen med diffusjonsmodellen opp til termer som inneholder derivater høyere enn andre orden.

Forholdet mellom Bodenstein-kriteriet B og N bestemmes ut fra likheten mellom de statistiske parameterne til dxN og hv.

Kontroller spørsmål og oppgaver

1. Hvilken generell lov regulerer matteknologiske prosesser? Hvordan er denne loven skrevet? 2. Hva er oppgavene til regnemaskiner og matproduksjonsmaskiner? 3. Hva er kravene til biler og enheter? 4. List opp byggematerialene som brukes i matteknikk. 5. Hvilke faktorer tas i betraktning ved teknisk og økonomisk valg av materialer til matutstyr? 6. Hvilke indikatorer kjennetegner periodiske og kontinuerlige prosesser? 7. Hvordan beregnes volumet til et kontinuerlig apparat? 8. Hva er matematikk og fysisk modellering? 9. I hvilket tilfelle brukes likhetsteorien til å modellere prosesser? 10. Hvordan oppnås likhetskriterier? Hva er likhetskriteriene? 11. Hva tas hensyn til av skalaovergangsfaktoren ved beregning av varme- og masseoverføringsprosesser? 12. Hvilke hydrodynamiske blandingsmodeller brukes for å beskrive temperatur- eller konsentrasjonsfelt i varme- og masseoverføringsapparater?

Matprodukter av animalsk og vegetabilsk opprinnelse er multikomponentsystemer som inkluderer proteiner, fett, karbohydrater, makro- og mikroelementer, vitaminer, vann.

Ekorn. En av hovedkomponentene i matvarer og råvarer er proteiner. De brukes av kroppen til å bygge de strukturelle elementene i celler og vev, for å syntetisere enzymer-biologiske katalysatorer og hormoner som regulerer metabolske prosesser. Av primær betydning er innholdet av essensielle aminosyrer i proteinet. Et protein anses som komplett hvis det inneholder alle de essensielle aminosyrene (valin, isoleucin, leucin, lysin, metionin, treonin, tryptofan, fenylalanin) i optimale proporsjoner. Sammenlignet med proteiner av animalsk opprinnelse inneholder vegetabilske proteiner færre essensielle aminosyrer og er vanskeligere for menneskekroppen å behandle. Gjennomsnittlig krav til en voksen for protein er 80...100 g per dag, mens 55 % av denne mengden skal være proteiner av animalsk opprinnelse.

Fett. Fett er en viktig del av menneskets kosthold. Betydningen av fett i ernæring bestemmes av deres høye energiverdi, som overstiger energiverdien til proteiner og karbohydrater med mer enn to ganger, samt av innholdet av flerumettede fettsyrer (linolen, arachidon), som er essensielle komponenter i mat. I tillegg bidrar fett, ved å løse opp vitaminene A, E, D, K, til deres absorpsjon av kroppen. Fosfatider, steroler og andre komponenter levert med fett er involvert i dannelsen av strukturelle elementer i cellen og syntesen av biologisk viktige forbindelser.

En voksens gjennomsnittlige daglige behov for fett er 80 ... 100 g (ca. 33 % av diettens energiverdi), inkludert 25 ... 30 % vegetabilsk fett.

Karbohydrater. Verdien av karbohydrater i ernæring bestemmes av deres energiverdi, deltakelse i syntesen av strukturelle elementer i cellen. Noen karbohydrater utfører spesifikke funksjoner. De påvirker aktiviteten til mage-tarmkanalen, bidrar til å redusere innholdet av skadelige stoffer i kroppen. Karbohydrater finnes i de største mengder i plantemat. Det daglige behovet for en voksen i karbohydrater er 400 ... 500 g.

Mineraler. Avhengig av konsentrasjonen deles mineraler inn i makroelementer (kalsium, fosfor, natrium, kalium, magnesium, klor, svovel, silisium) og mikroelementer (jern, jod, kobber, sink, kobolt, molybden, krom, nikkel, fluor, etc. ). Mineraler finnes i matvarer i form av organiske og uorganiske forbindelser. De er involvert i konstruksjonen av vev, i syntesen av spesifikke proteiner, enzymer, hormoner, i etableringen av den nødvendige ioniske sammensetningen av kroppens miljø.

Grønnsaker og frukt er en kilde til ulike mineralsalter, inkludert kalium og jern. Frukt og grønnsaker inneholder ulike vitaminer. Plantemat er hovedkilden til vitamin C (askorbinsyre). Innholdet av vitamin C i den spiselige delen av grønnsaker, frukt og bær varierer mye (5 ... 250 mg per 100 g) og endres under modningen av frukt og grønnsaker og lagring av dem. Vann er en del av alle biologiske materialer og er den viktigste komponenten i habitatet til dyre- og planteverdenen. Egenskapene til vann varierer avhengig av dets opprinnelse (regn, isbre, elv, etc.), geografisk plassering av prøvetaking, temperatur og trykk, tilstedeværelsen av oppløste salter og andre stoffer, gjenstanden det er en del av og fuktighetsinnholdet . Vann er et av få stoffer som utvider seg når det fryses, dets maksimale tetthet ved +4°C.

På grunn av labile hydrogenbindinger blir det mulig å utføre ulike biomolekylære prosesser som er karakteristiske for gjenstander av biologisk opprinnelse.

De viktigste termofysiske egenskapene til matvarer inkluderer spesifikk varme, termisk ledningsevne, termisk diffusivitet, spesifikk entalpi, kryoskopisk temperatur og tetthet.

Spesifikk varme (Med, kJ / (kg ∙ K)) er mengden energi (varme) som må tilføres 1 kg av et stoff for å endre temperaturen med én grad.

Produkter er konvensjonelt betraktet som tokomponentsystemer som består av vann og faste stoffer. Hvis sammensetningen av matvarer og den spesifikke varmekapasiteten til disse komponentene er kjent, kan den spesifikke varmekapasiteten til produktet bestemmes av tilsetningsloven:

KJ/(kg∙K),

hvor Med

W- massefraksjon av vann (fuktighetsinnhold) av produktet;

ω - massefraksjon av frossent vann;

med St.- spesifikk varmekapasitet for tørre stoffer, kJ/(kg∙K);

med l- spesifikk varmekapasitet til is, kJ/(kg∙K);

med ω- spesifikk varmekapasitet til vann, kJ/(kg∙K);

Den spesifikke varmekapasiteten til tørrstoff av animalske produkter er 1,34…1,68 kJ/(kg∙K), vegetabilske produkter - 0,7…1,96 kJ/(kg∙K).

Jo mer fuktighet i produktet, jo høyere varmekapasitet. Endringen i den spesifikke varmekapasiteten til produkter i frysetemperaturområdet bestemmes hovedsakelig av det opprinnelige fuktighetsinnholdet til produktet og mengden frosset vann. Varmekapasiteten avtar med synkende temperatur, og tenderer til null ved absolutt nulltemperatur.

Koeffisient for varmeledningsevne(λ, W / (m∙K)) - mengden varme som passerer gjennom en enhet av tykkelse av et homogent stoff per tidsenhet med en temperaturgradient på én grad:

λ ω -.koeffisient for varmeledningsevne til vann, lik 0,60 W / (m∙K);

λ sv- koeffisient for varmeledningsevne for tørre stoffer, lik 0,26 W / (m∙K).

Den termiske ledningsevnen til produkter med synkende temperatur forblir nesten konstant til frysing, og øker deretter, siden koeffisienten for termisk ledningsevne til is er fire ganger større enn for vann.

Termisk diffusivitet(en , m 2 /s ), karakteriserer bevegelseshastigheten til temperaturfronten i produktets kropp under varme- eller kjølebehandling:

, m 2 /s ,

hvor en - koeffisient for termisk diffusivitet av produktet, m 2 /s;

λ - koeffisient for varmeledningsevne til produktet, W/(m∙K);

Med- spesifikk varmekapasitet til produktet, kJ/(kg∙K);

ρ - produkttetthet, kg/m 3 .

Ved positive temperaturer er den termiske diffusiviteten til produktet praktisk talt uendret, men med begynnelsen av isdannelsen avtar den kraftig. Dette skyldes frigjøring av krystalliseringsvarme. Med en ytterligere reduksjon i temperatur, på grunn av en økning i termisk ledningsevne og en reduksjon i varmekapasitet, øker den termiske diffusiviteten og når en konstant verdi, når vann blir fullstendig til is.

Entalpi (jeg, kJ/kg ) eller varmeinnhold. Det er en funksjon av tilstanden til det termodynamiske systemet. Entalpien til matvarer i kjøleteknologi brukes til å bestemme varmen som fjernes eller tilføres under kjøling av produkter.

Kryoskopisk temperatur (t cr, om C ) er temperaturen der krystalliseringen begynner i produktet. Kryoskopisk temperatur i de fleste produkter t cr\u003d -0,5 ... -5 ° С. En lavere temperaturverdi tilsvarer produkter med lavere vanninnhold.

Tetthet (ρ, kg/m 3 ) viser hvilken masse av produktet som er i en kubikkmeter av volumet. Tettheten til de fleste bedervelige produktene er ca. 1000 kg/m 3 .

Ved frysing reduseres tettheten til produktet (med 5 ... 8%), fordi. vann i vevene, blir til is, øker i volum.

Den spesifikke varmekapasiteten (c) til matvarer varierer fra 0,5 til 0,98 kcal / (kg ∙ grader). Jo mer fuktighet i produktet, jo høyere varmekapasitet. For eksempel er varmekapasiteten til vegetabilsk olje 0,5 kcal/(kg∙deg), og for grønnsaker er den 0,98 kcal/(kg∙deg).

Matvarer har stort sett lav varmeledningsevne. Derfor avkjøles de relativt sakte.

Spørsmål til selvransakelse

1 Grunnleggende termofysiske egenskaper til matvarer.

2 Hvordan endres de termofysiske egenskapene til matvarer med synkende temperatur?

3 Vann, funksjoner i dets tilstand i matvarer ved lavere temperaturer.

4 Konseptet med kryoskopisk temperatur.

2417 0

Passer til maten vår fra skapelsesdagen
Animalske produkter og planter,
Salter og mineraler broket rekke,
Medisiner som kurerer plager.
Ibn Sina

Antallet konsumerte naturlige produkter er begrenset: hovedsakelig friske grønnsaker, frukt, bær, nøtter, honning. De fleste produktene konsumeres etter bearbeiding: pølser, konfekt, bakeriprodukter, fermenterte melkeprodukter, ulike retter, etc. Matprodukter er forskjellige i kjemisk sammensetning, fordøyelighet, assimilering, arten av påvirkningen på menneskekroppen, som må tas i betraktning når du bygger terapeutiske dietter og velger de beste metodene for kulinarisk behandling.

En av manualene for tibetansk medisin sier: «Det er ingen substans i naturen som ikke ville være egnet som et middel. Hvis du ser på naturen med øynene til en lege som leter etter medisiner, så kan vi si at vi lever i en verden av medisiner. Mange naturgaver brukes med suksess i folkemedisin og fungerer som råvarer for fremstilling av forskjellige medisiner.

Kort beskrivelse av kostholdsegenskapene til basismat

Melk

Inneholder proteiner som er komplette i aminosyreinnhold. Fettsyrene som utgjør melkelipider er for det meste mettede. Melk har et høyt innhold av kalsium, magnesium og fosfor, som er i lett fordøyelig form.

Melk og produkter hentet fra den inneholder de fleste næringsstoffene som er nødvendige for kroppen, som er gunstig balansert og godt absorbert. Melk, spesielt i form av varme, krever minimalt stress på magens sekretoriske funksjon for fordøyelsen og forlater den raskt.

Melk og mange meieriprodukter har diettegenskaper. I sin naturlige form og for tilberedning av ulike retter er den uunnværlig i behandlingen av mange sykdommer. For eksempel er melk relativt høy i kalium og lav i natrium, noe som gjør det mulig å øke vannlatingen ved ødem.

Surmelksdrikker (kefir, acidophilus, etc.)

Sammenlignet med melk er disse produktene lettere å fordøye og assimilere, stimulerer sekresjonen av fordøyelsessaft, normaliserer tarmens motoriske funksjon og undertrykker forråtningsprosesser i den. Verdien av fermenterte melkeprodukter ligger i at de inneholder mikroorganismer og deres metabolske produkter (antibiotika), som hemmer aktiviteten til forråtnende bakterier i tarmen.

Acidofile drikker er nyttige for kronisk gastritt med lav surhet av magesaft, kolitt, furunkulose, etc.

Ost

De er svært verdifulle matvarer. I tillegg til ost, kan bare egg og kaviar tilskrives slike produkter. Ost konsentrerer næringsstoffene i melk. Oster kjennetegnes av et høyt innhold av protein, fett, lett fordøyelig kalsium og fosfor. Innen medisinsk ernæring brukes milde, saltete og helst magre oster, oftere i dietter for tuberkulose, kroniske sykdommer i tarm og lever, i restitusjonsperioden etter infeksjonssykdommer, og med benbrudd. Revet ost er lettere å fordøye enn ost i skiver. Bearbeidede oster inneholder mindre proteiner, fett, kalsium enn vanlige harde oster.

Cottage cheese

Den har et høyt innhold av høyverdig lett fordøyelig protein, kalsium og fosfor. Mye brukt i klinisk ernæring (aterosklerose, leversykdom, diabetes, brannskader, beinbrudd og andre sykdommer).

Kjøtt og kjøttprodukter

Kjøtt er nyttig som kilde til komplett protein, en rekke vitaminer og mineraler. Kjøttproteiner er komplette (tilstrekkelig innhold av essensielle aminosyrer). Proteininnholdet i ulike typer kjøtt: biff - 18-20%, fett svinekjøtt - 11,7%, bacon svinekjøtt - 17%, lam - 15,6 - 19,8%, fjærfe - 18-21%. Kjøttfett inneholder hovedsakelig mettede fettsyrer.

Kjøtt og kjøttprodukter er relativt høye i B-vitaminer, fosfor, kalium, jern og sink. Mineraler i kjøtt absorberes godt.

Kaninkjøtt inneholder 21% protein, 7-15% fett. Muskelfibrene i kaninkjøtt er små, noe som bidrar til lettere fordøyelse. Sammenlignet med kjøtt fra andre dyr har kaninkjøtt mindre kolesterol, mer fosfolipider og jern. Alt dette gjør det mulig å bruke kaninkjøtt mye i ulike dietter.

Fordøyeligheten til kjøtt avhenger av dyrenes type, alder og fethet, delen av slaktet, type matlaging. Kokt eller hakket kjøtt koker bedre enn stekt eller kuttet. Veldig magert kjøtt fordøyes dårligere enn godt matet kjøtt, storfekjøtt dårligere enn kalvekjøtt, kyllingkjøtt dårligere enn kylling. Deler av kadaveret som er fattig på bindevev (dorsal, lumbal) fordøyes bedre enn de som er rike på det (nakke, skaft, etc.). Kjøtt rikt på bindevev anbefales ved forstoppelse, fedme, åreforkalkning.

Kjøttprodukter, spesielt innmat, inneholder en stor mengde ekstraktive stoffer, inkludert puriner, som, når de omdannes til urinsyre i menneskekroppen, bidrar til utviklingen av gikt. Kokt kjøtt inneholder mindre puriner enn stekt eller stuet kjøtt, siden det meste av purinene overføres til buljongen under tilberedning. Under varmebehandlingen av kjøtt går næringsstoffer tapt. De minste tapene av næringsstoffer observeres ved stuing av kjøtt, koking av hakkede koteletter, og det største - ved matlaging og steking. Steking er den minst lønnsomme og minst rasjonelle typen varmebehandling av kjøtt. I klinisk ernæring brukes kalvekjøtt, storfekjøtt, visse kategorier av svin og lam, kanin, kylling og kalkunkjøtt. Ender og gjess som inneholder store mengder fett anbefales ikke.

Av biproduktene (indre organer og deler av kadaver), er den viktigste i terapeutisk ernæring leveren, rik på hematopoietiske mikroelementer og vitaminer. Hematopoietiske stoffer absorberes godt fra kokt, stuet, stekt lever, pates. Derfor, i dietter, spesielt med anemi, er det ikke nødvendig å bruke bare rå og halvkokt lever.

I klinisk ernæring brukes kokte pølser, spesielt lege, kosthold, meieri, diabetiker. Blod og leverpølse er effektive for anemi. Røkt, halvrøykt, fete, krydrede og krydrede pølser er ekskludert fra klinisk ernæring. Ved enkelte nyresykdommer er det nødvendig å begrense proteininnholdet i kosten. I dette tilfellet er kjøtt også begrenset. Stekt kjøtt anbefales ikke for sykdommer i mage, lever, gallesystemet, bukspyttkjertelen.

Lisovsky V.A., Evseev S.P., Golofeevsky V.Yu., Mironenko A.N.

Alt unntatt oksygen får en person for livet fra mat. "Det er ikke for ingenting at bekymringen for daglig brød dominerer over alle fenomener i menneskelivet ..."
(I.P. Pavlov).

matvare er et produkt av animalsk, vegetabilsk, mineralsk eller biosyntetisk opprinnelse, beregnet på konsum både fersk og bearbeidet (GOST R 51074-97 "Matprodukter. Informasjon til forbrukere. Generelle krav"). Næringsmidler omfatter drikkevarer, tyggegummi og eventuelle stoffer som brukes ved fremstilling, tilberedning og bearbeiding av næringsmidler, men omfatter ikke kosmetiske produkter, tobakksprodukter og stoffer som kun brukes som legemidler.

I sfæren av vare-penger-forhold får matvarer kategorien matvarer.

Tabell 13

Matprodukter tilfredsstiller menneskekroppens behov for energi, plast og biologisk aktive stoffer, deltar i dannelsen av immunitet, regulerer metabolismen og gir tilfredsstillelse til organoleptiske opplevelser. Gjennomsnittlig matinntak per dag er ca 800 g (uten vann) og ca 2000 g vann. I tabellen. 13 viser gjennomsnittlig daglig behov for en voksen for essensielle næringsstoffer.

Maten vår består av et stort antall forskjellige kjemiske forbindelser: proteiner, fett, karbohydrater osv. La oss vurdere de viktigste av dem.

Vann Det finnes i alle matvarer, men i varierende mengder. Den utgjør omtrent 2/3 av menneskets kroppsvekt og sikrer flyten av de viktigste biokjemiske og fysiologiske prosessene i kroppen. Tap av vann i kroppen i mengden 6-8% av kroppsvekten fører til alvorlige fysiologiske lidelser, og mer enn 10-12% fører til endringer som er uforenlige med livet. Menneskekroppens behov for vann tilfredsstilles gjennom bruk av drikkevann og drikke, matvarer som inneholder vann, samt gjennom vann dannet i vev under biologisk oksidasjon av ulike stoffer (proteiner, fett, karbohydrater, etc.).

Matvarer med høyt vanninnhold inkluderer fersk frukt og grønnsaker (65-95%), melk (87-90%), fisk (62-84%), kjøtt (58-74%), bakt brød (42-51%) . ). Disse produktene er ustabile under lagring, siden vann er et gunstig miljø for utvikling av mikroorganismer, flyt av biokjemiske, kjemiske og andre prosesser. De går raskt igjennom ulike typer forfall, og for å forlenge holdbarheten må de hermetiseres.

Mel, frokostblandinger, pasta (12-15%), te og kaffe (3-8%), stivelse (13-20%), tørket frukt (12-25%) er preget av lavt vanninnhold. Det er svært lite vann i sukker, salt, vegetabilske oljer og animalsk fett (tiendedeler av en prosent). Disse produktene holder seg bedre, men med høy hygroskopisitet (evnen til å absorbere og holde på vanndamp fra den omkringliggende atmosfæren), blir de lett fuktet, noe som fører til tap av flytbarhet, kaker, klumper og andre uønskede endringer i kvaliteten.

Se videre:

I tillegg til de listede gruppene av kjemiske forbindelser inkluderer matvarer organiske syrer, enzymer, fenoliske, fargestoffer og aromatiske stoffer, som har stor innflytelse på deres kvalitet og holdbarhet.

Forbrukeregenskaper til matvarer. Matsikkerhet. Konseptet om ernæringsmessig verdi

Strukturen av forbrukeregenskaper til matvarer er skjematisk presentert i fig. elleve.

Den viktigste forbrukeregenskapen til matvarer er deres sikkerhet. Ved karakterisering av sikkerheten til matvarer, blir deres kjemiske og sanitær-hygieniske sikkerhet evaluert.

Ris. 11. Strukturen av forbrukeregenskaper til matvarer

Kjemisk sikkerhet matvarer er assosiert med fravær eller maksimalt tillatt innhold av giftige kjemikalier i deres sammensetning. For de fleste matvarer er slike stoffer: tungmetaller (arsen, kvikksølv, kadmium, bly, kobber, sink, jern, tinn), plantevernmidler, radionuklider og mykotoksiner. Noen matvarer regulerer innholdet av antibiotika og hormonpreparater (i meieri- og kjøttprodukter), nitrater (i frukt og grønnsaker), nitritter (i pølser og røkt kjøtt), metylalkohol (i konjakk, vodka og alkoholholdige drikker) og andre giftige stoffer, stoffer.

Mattrygghetsindikatorer kontrolleres under obligatorisk sertifisering. Kjennetegn på næringsverdi, bevaringskvalitet og andre forbrukeregenskaper til matvarer bør kun gis etter bekreftelse av deres sikkerhet.

Den ernæringsmessige verdien er en kompleks egenskap ved matvarer, inkludert energi, biologiske, fysiologiske og organoleptiske verdier, fordøyelighet og god kvalitet.

Energiverdi (kaloriinnhold) bestemmes av mengden energi som frigjøres fra matstoffene i produktet i prosessen med biologisk oksidasjon og brukes til å sikre kroppens fysiologiske funksjoner. Under oksidasjonen av 1 g proteiner dannes 4 kcal (16,7 kJ) energi, 1 g karbohydrater - 3,75 kcal (15,7 kJ), 1 g fett - 9 kcal (37,7 kJ). Energiverdien til et matprodukt avhenger derfor først og fremst av dets kjemiske sammensetning. Produkter som smør, matfett, sukker, sjokolade, søtsaker og andre konfektprodukter har høyest energiverdi. Data om energiverdi er angitt på matemballasje.

Normen for energiverdien til det daglige kostholdet for en voksen er 2800 kcal, men det kan variere avhengig av alder, kjønn, arbeidsart, klima og andre faktorer.

Under biologisk verdi produktet forstår balansen mellom innhold i sammensetningen av biologisk aktive stoffer: essensielle aminosyrer, flerumettede fettsyrer, vitaminer og mineraler. Biologisk verdifaktor gis økt oppmerksomhet i utviklingen av nye matprodukter, produkter for barn og diettmat, spesialprodukter (for idrettsutøvere, astronauter, etc.).

Fysiologisk verdi produktet skyldes innholdet av stoffer som har en aktiv effekt på kroppens fysiologiske systemer: nervøs, kardiovaskulær, fordøyelseskanal, immun. Så for eksempel te- og kaffealkaloider (koffein, teobromin, teofyllin) har en stimulerende effekt på nerve- og karsystemet, ballaststoffer (pektin, fiber, hemicelluloser) forårsaker tarmmotilitet og har en gunstig effekt på fordøyelsessystemet, mange vitaminer påvirker aktivt kroppens immunsystem.

Organoleptisk verdi er en kompleks kombinasjon av produktegenskaper som bestemmes av sanseorganene: smak, lukt, farge, utseende, tekstur osv. Disse egenskapene er avgjørende når forbrukere skal velge matprodukter og utforme forbrukernes preferanser. For sukkervarer og smakstilsetninger er organoleptiske egenskaper av største betydning for å karakterisere deres ernæringsmessige verdi.

fordøyelighet- er graden av bruk av komponentene i maten i menneskekroppen. Fordøyelighet avhenger av den kjemiske naturen og den fysiske tilstanden til stoffene som utgjør matproduktet (smeltepunkt, spredningsgrad og andre faktorer), samt av stoffenes kompatibilitet med hverandre. Med et blandet kosthold er gjennomsnittlig fordøyelighet av proteiner 84,5%, fett - 94%, karbohydrater - 95,6%.

Godhet- bevaring av produktets originale egenskaper uten tegn på forringelse. Det gir ingen mening å snakke om den biologiske eller fysiologiske verdien av et produkt hvis dets gode kvalitet går tapt.

Tidsperioden som god kvalitet kan opprettholdes er preget av en annen forbrukeregenskap til matvarer - standhaftighet. V
Klausul 5.5 gir en klassifisering av matvarer i henhold til deres holdbarhet.

Kulinarisk og teknologisk egenskapene til matprodukter er assosiert med graden av teknologisk bearbeiding av produktet, med bekvemmeligheten og tiden brukt på matlaging (for eksempel tiden for tilberedning av korn til kokt, de kulinariske og teknologiske egenskapene til halvfabrikata og klar til -spise produkter).

Ergonomiske egenskaper er først og fremst knyttet til emballasje og emballasje av matvarer, siden disse faktorene gir bekvemmelighet og komfort når de konsumeres.

Noen typer frukt og grønnsaker

Meieriprodukter, kolber. Produkter

Kostholdsfett, plommer. smør, kaker og bakverk

Ventilasjon, RGS

Uten tilgang til lys

Hermetikk (kjøtt, fisk, meieri, frukt og grønnsaker), sukkerholdig godteri, noen alkoholfrie og alkoholholdige drikker

Mel, frokostblandinger, stivelse, sukker, salt,

litt melkonfekt

Uten skarpe svingninger i t° og RHV

Overholdelse av vareområdets regel

Te, kaffe, krydder

Ikke høyere enn 20

Ikke mer enn 70-75

Sanitært og hygienisk regime lagring omfatter krav til renslighet av lagringsanlegg (luft, gulv, vegger, utstyr, containere etc.). Renhet av lagringsanlegg er preget av fravær av forurensning: mineralsk, organisk, mikrobiologisk og biologisk. Renslighetskrav er regulert av normene til SanPiN og de interne forskriftene til lager og lageranlegg.

I samsvar med lagringsforholdene for ulike typer matvarer, holdbarhet (holdbarhet, salg).

Holdbarhet- dette er perioden hvor matproduktet, underlagt de etablerte lagringsforholdene, beholder alle egenskapene spesifisert i den forskriftsmessige eller tekniske dokumentasjonen (eller) salgskontrakten. Etter utløpet av holdbarheten kan matproduktet forbli egnet til konsum, til tross for en viss reduksjon i forbrukeregenskaper.

Best før dato er perioden etter hvilket et matprodukt anses som uegnet for den tiltenkte bruken. Listen over matvarer som utløpsdatoen er satt for er godkjent av regjeringen i Den russiske føderasjonen.

Gjennomføringsperiode- datoen til da matvaren kan tilbys forbrukeren til det tiltenkte bruken, og inntil da den ikke mister sine forbrukeregenskaper. Denne perioden er etablert under hensyntagen til en rimelig periode med lagring av produkter hjemme. Beregn implementeringsperioden fra produksjonsdatoen.

I henhold til utholdenhet er matvarer delt inn i:

• forgjengelig(med en holdbarhet på flere timer til flere dager): kjøttdeig, kjøtt og leverposteier, kaker og bakverk med vaniljesaus eller pisket krem, etc .;
• ikke-varige varer(med en holdbarhet eller holdbarhet på opptil 1 måned): bakeriprodukter, noen typer konfekt, noen typer frisk frukt og grønnsaker, etc.;
• holdbare varer(med en holdbarhet eller lagringstid på mer enn 1 måned): frosset kjøtt og fisk, vegetabilske oljer, mel, frokostblandinger, te, kaffe, alkoholholdige drikker, sterilisert melk, etc.

Overholdelse av betingelser og vilkår for lagring (holdbarhet) er en av hovedfaktorene for å sikre kvaliteten på matvarer.

Tap av matvarer

Tap av matvarer som oppstår på forskjellige stadier (under lagring, transport, salg), avhengig av typen tapte egenskaper, er delt inn i kvantitative og kvalitative.

Avhengig av årsakene kvantitativ tap er delt inn i to typer - naturlig tap og tap før salg.

Naturlig tilbakegang forårsaket av prosesser knyttet til arten av selve varen. Årsakene til naturlig tap inkluderer: inntak av stoffer for å puste (for frisk frukt og grønnsaker, egg, levende fisk), krymping av varer (frossent kjøtt, fisk, bakervarer, etc.), stivelse, salt, melkepulver, granulert sukker , etc.), absorpsjon av den flytende fraksjonen av produktet i pakken (syltede grønnsaker, saltet fisk, halva, etc.), fordampning av stoffer (etylalkohol i alkoholholdige drikker) og andre prosesser.

Tap ved forhåndssalg oppstår under tilberedning av matvarer for salg og er delt inn i væske (rengjøring fra personalet for bulksmør, fjerning av hode og finner fra fisk, smuldring ved hakking av kjøtt, veiing av kjeks, kjeks, pasta, etc.) og illikvide (fjerning emballasje- og dressingsmaterialer, fjerning av fyllvæsker, avvisning av råtten frukt og grønnsaker, etc.).

Kvantitative tap kalles også standardisert, da de avskrives etter etablerte normer.

Kvalitetstap oppstår på grunn av prosesser (mikrobiologiske, biologiske, biokjemiske, fysiske, fysisk-kjemiske) som oppstår når forholdene for lagring, transport og salg av varer ikke overholdes. Kvalitative tap avskrives ved handlinger, derfor kalles de aktivert. Aktivering innledes av en vurdering av kvaliteten på varene av kompetente personer. Kostnaden for varer av dårlig kvalitet avskrives på bekostning av fortjenesten til et handelsforetak eller gjenvinnes fra bestemte personer hvis feil disse tapene oppsto.

Krav til pakking og merking av matvarer

Ulike typer beholdere og emballasjematerialer brukes til pakking av matvarer. De generelle kravene til matemballasje er som følger:

• emballasjen må være trygg, dvs. den må ikke inneholde skadelige stoffer som ved kontakt med matvaren kan gå inn i sammensetningen;
• emballasje må pålitelig beskytte matproduktet mot ugunstig miljøpåvirkning;
• emballasjen må være kompatibel med det emballerte produktet, dvs. den må ikke ha uønskede effekter på produktets forbrukeregenskaper;
• emballasje må overholde miljøkrav - når den brukes og kastes, må den ikke forårsake betydelig skade på miljøet;
• emballasje skal være estetisk tiltalende og oppfylle ergonomiske krav (se punkt 5.2).

Merking, som brukes på emballasjen (etikett, kontraetikett, etikett eller pakningsvedlegg) til matvarer, må være entydig forstått, fullstendig og pålitelig. I samsvar med GOST R 51074-97 "Matprodukter. Informasjon til forbrukeren. Generelle krav" skal informasjon om matvarer inneholde den etablerte informasjonen (se kapittel 3, punkt 3.3).

I påfølgende kapitler (11-14) er det gitt en mer detaljert beskrivelse av noen grupper matvarer.