Принципы классификации естественных процессов

естественные процессы

Естественный процесс – это последовательные и закономерные изменения в системе (продукте, материале), приводящие к возникновению в ней новых свойств. Ряд приемов, проводимых для получения из исходного сырья продукта с заранее заданными свойствами, называют технологическим процессом (технологией). Для осуществления технологических процессов используются аппараты и машины.

Аппаратом называется устройство или приспособление, предназначенное для проведения того или иного технологического процесса (варочный котел, кипятильник и др.). Машина – это механизм (или сочетание механизмов и вспомогательных устройств), предназначенный для преобразования механической энергии в полезную работу. Технологические машины преобразуют форму, свойства и положение обрабатываемого материала (дробилка, резательная машина и др.).

При всем разнообразии технологических процессов в пищевых или химических производствах многие из них являются общими для различных производств. В любом производстве встречается, например, перемешивание, необходимое для обеспечения контакта между реагирующими веществами. В сахарном, ликероводочном, спиртовом и многих других производствах применяется выпаривание с целью повышения концентрации сухих веществ в растворах.

Процесс сушки является завершающим этапом в производстве сухарей, макарон, сахара, многих кондитерских изделий, сухих молочных продуктов, овощей и фруктов, витаминов, влажного зерна и др. Во всех пищевых производствах применяются процессы охлаждения и нагревания. Однако имеются специфические процессы, присущие только данному виду производства. Они обусловлены целевым назначением.

Например, нагрев продуктов при пастеризации или стерилизации предназначен для подавления или уничтожения жизнедеятельности микроорганизмов (используется в молочной и консервной промышленности); варка, жарка продуктов проводится с целью доведения их до готовности. Такие процессы, как брожение, характерны для спиртового или хлебопекарного производства, дефекация – для сахарного и др.

Многообразие технологических процессов, используемых в производственной деятельности, с точки зрения их естественной (природной) сущности условно можно разделить на три группы: физические, химические и биологические процессы. Физические процессы связаны с преобразованиями, при которых не происходит существенных изменений с химической структурой исходных веществ.

Химические процессы обусловлены необратимыми изменениями химической структуры (формулы) исходных веществ и свойств. Биологические процессы связаны с использованием живых микроорганизмов с целью получения требуемых продуктов (традиционная биотехнология) или с воспроизведением в искусственных условиях процессов, протекающих в живой клетке (современная биотехнология).

Естественные процессы пищевой технологии в зависимости от закономерностей их протекания можно подразделить на ряд основных групп: гидромеханические, механические, теплообменные, массообменные, физические, биологические.

Гидромеханические процессы – это процессы в жидкостных или газовых системах, скорость которых определяется законами механики и гидродинамики.

Основой гидромеханических процессов является гидростатическое или гидромеханическое воздействие на сырье и материалы. К ним относят процессы транспортирования жидкостей и газов, разделения жидкостных и газовых систем, перемешивания в жидких средах, диспергирования, пенообразования и псевдоожижения, отстаивания, фильтрования, центрифугирования и сепарирования. Движущей силой гидромеханических процессов является перепад давления.

Механические процессы – это процессы чисто механического взаимодействия тел. Они являются физическими процессами и связаны с преобразованием формы, положения, размеров, соотношения твердых тел в смесях. К ним относят процессы измельчения, резания, прессования, смешивания, сортирования неоднородных сыпучих систем и др. Механические процессы описываются законами механики твердых тел, движущей силой которых является сила механического давления, или центробежная сила, разность усилий в различных точках обрабатываемого объекта.

Теплообменные процессы – это процессы, связанные с переносом теплоты от более нагретых тел (или сред) к менее нагретым. К ним относят процессы нагревания, пастеризации, стерилизации, охлаждения, конденсации, выпаривания и т.п. Скорость тепловых процессов определяется законами теплопередачи, их движущей силой является разность температур.

Массообменные, или диффузионные, процессы – это процессы, связанные с переносом вещества в различные агрегатные состояния из одной фазы в другую. К ним относят абсорбцию, адсорбцию, экстракцию, ректификацию и перегонку, сушку, кристаллизацию, растворение и др. Движущая сила разнообразных массообменных процессов представляет собой разность концентраций вещества в различных фазах.

Физические процессы – это процессы переработки пищевых продуктов, основанные на законах физики в сочетании с другими процессами. Так, гель–фильтрацию и обратный осмос можно отнести к гидромеханическим процессам. Особо следует рассмотреть обработку в электростатическом поле, электродиализные процессы.

Биологические процессы – это процессы, осуществляемые с помощью живых микроорганизмов и подчиняемые биологическим законам их жизнедеятельности. К таким процессам относят брожение, микробиологический синтез, ферментацию и т.п.