بخشی از مقاله
کاربرد تکنولوژی حرارت دهی اهمیک در صنایع غذایی
چکیده
یکی از مهمترین بخشهای صنعت تمام کشورها که با امنیت مواد غذایی در ارتباط است، صنایع غذایی می باشد و با افزایش جمعیت، توسعه این بخش از صنعت ضروری به نظر می رسد . استفاده از فناوری های نوین در این بخش رویکرد جدیدی است که می تواند مورد توجه قرار بگیرد.فناوری حرارت دهی اهمیک به عنوان یک تکنولوژی نوین، جایگزین قدرتمندی برای تکنیک های حرارت دهی در عرصه علوم غذایی می باشد. حرارت دهی با مقاومت الکتریکی که حرارت دهی رسانایی هم گفته می شود، این امکان را به متخصصان می دهد که ذرات و سیاﻻت را با سرعت یکسان حرارت دهند و اجازه می دهد که یک مخلوط با مواد جامد باﻻ به سرعت حرارت ببیند. تحقیق و توسعه این روش بیشتر در زمینه سﻻمت و حفظ ارزش تغذیه ای و کیفیت ارگانولپتیکی مواد غذایی می باشد .در این مقاله ساختار این روش به همراه مزایا و کاربردهای گوناگون آن به اختصار مورد بحث قرار می گیرد.
کلمات کلیدی: حرارت دهی اهمیک،ثبات حرارتی، صنایع غذایی،عمل آوری حرارتی
مقدمه
در دنیای مدرن امروز، غذا های فراوری شده اجتناب ناپذیر ند. امروزه تقاضای مصرف کنندگان، بهبود هر چه بیشتر کیفیت غذاهای فراوری شده است. آنان انتظار دارند که طعم و مزه این غذاها به گونه ای باشد که گویی تازه تهیه گردیده اند. معمول ترین روش فراوری برای نگهداری محصوﻻت غذایی، استفاده از فرایند حرارتی است. اما حرارت تأثیرات نامطلوبی نیز بر غذا دارد که از آن جمله می توان به تغییر در رنگ، طعم، مزه و بافت اشاره نمود. هنگامی که بخار، آب داغ یا حرارت تشعشعات مورد استفاده قرار می گیرد، انتقال حرارت از سطح به مرکز صورت می گیرد. در فرایند های حرارتی غیر مستقیم بین ماده حرارت دهنده و غذا تماسی وجود ندارد. موادی که در نزدیکی سطح انتقال حرارت قرار دارند بیشتر حرارت می بینند و سریع تر به دمای مورد نظر می رسند تا موادی که از این سطح فاصله دارند(.(Fellows,P.0225 به همین علت، موادی که بیش از حد حرارت دیـده اند، خصوصیــات تغـذیه یشان بیشتر کاهش می یابد. در روش UHT که در تکنولوژی اسپتیک مورد استفاده است، از این دو مورد اجتناب می شود اما این روش فرایند برای مایعات با ویسکوزیته کم بدون ذرات درشت مؤثر است. عمل آوری گرمایی غذا را می توان در دو گروه دسته بندی مود:استریلیزاسیون پختن (ترکیب با استریلیزاسیون)، روشهای گرمادهی حجمی مانند گرمایش اهمی،گرمایش دی الکتریک،(شامل میکروویو و امواج رادیویی)از جمله تکنولوژی هایی است که در طی قرن ها توسعه یافته و جایگزین ،روش های مرسوم حرارتی که عمدتا بر پایه انتقال حرارت به روش هدایت ،جابه جایی و تابش (در هر دو حالت پایدار و ناپایدار) برای سیاﻻت غذایی پیچیده و با ویسکوزیته باﻻ شده اند.
معرفی
حرارت دهی با مقاومت الکتریکی که حرارت دهی رسانایی هم گفته می شود، این امکان را به متخصصان می دهد که ذرات و سیاﻻت را با سرعت یکسان حرارت دهند و اجازه می دهد که یک مخلوط با مواد جامد باﻻ به سرعت حرارت ببیند (چیزی که در تن ماهی یا انواع خورشت ها دیده می شود). در روش های حرارت دهی متداول امکان حرارت دهی به فرآورده هایی که ذرات بزرگ تر از 25 میلی متر را دارند امکان پذیر نیست؛ چرا که برای دستیابی به حد مناسب استریلیزه شدن در مرکز هر ذره، فاز مایع بیش از حد اندازه حرارت دیده و آسیب می بیند. برای استفاده از این روش حرارت دادن، ماده غذایی از میان دو صفحه که در مقام دو الکترود عمل می کنند و یک جریان متناوب با فرکانس 50-60HZ بین آنها بر قرار است به طور مداوم عبور می کند.در اکثر موارد ماده از میان چندین مجموعه الکترود می گذرد که هر یک از آن ها درجه حرارت را در حد خاصی افزایش می دهد(فاطمی،(1385 .نظر به اینکه ممکن است یون های فلزی از الکترودها جدا شده و به درون ماده غذایی راه یابند، سطح الکترودها با ﻻیه ای از ماده ای که از ورود یون ها به ماده غذایی جلوگیری کند پوشش داده می شود. سرعت حرارت دیدن یک مخلوط که حاوی جامد و مایع است بشدت به رسانایی الکتریکی مخلوط و ولتاژی که برای این فرآیند استفاده می شود، بستگی دارد(
.)Shafiur&Rahman,0222 علت اصلی این مساله به انتقال کند حرارت بین دو فاز جامد و مایع برمی گردد. با کمک حرارت دهی به شیوه مقاومت الکتریکی می توان این مشکل را حل کرد. در این روش یک جریان الکتریکی از جریان مداومی از ماده غذایی عبور می کند و حرارت با سرعت زیادی در درون ماده غذایی نفوذ می کند و حتی باعث بقای عطر و طعم می شود. در فرآیند حرارت دهی با مقاومت الکتریکی یک جریان الکتریکی از درون یک ماده عبور داده می شود و باعث گرم شدن آن حجم می شود. این گرما به علت مقاومت الکتریکی آن ماده است(نیکخواه،.(1386وقتی یک ماده غذایی که هم فاز جامد و هم مایع دارد (درست مثل انواع خورشت ها)، اگر مقاومت الکتریکی هر دو فاز آن با هم برابر باشد هر دو فاز به اندازه یکسان گرم می شوند به همین دلیل است که موفقیت نهایی بسیار بیشتر ی را ممکن می سازد. زمان مورد نیاز برای فرآوری محصول هم در روش های جدید کمتر شده است).(Sun,0222 همچنین در همه روش های کنسرو کردن حرارتی با مشکل تغییر رنگ، مزه، عطر و بافت و نهایتا تخریب مواد مغذی حساس مثل ویتامین های B و C مواجه هستیم، در حالی که در روش های جدید زمان و دمای حرارت دهی بهینه شده تا در معرض قرارگیری ماده در برابر حرارت به حداقل رسیده و خسارت آن هم طبعا کمتر خواهد شد.
همچنین در روش های متداول معموﻻ دما در نوسان است و در یک جاهایی کم و در قسمت هایی دیگر از محصول موردنظر زیاد است. در حالی که در شیوه جدید جریان الکتریکی با سرعت نور در محصول جریان پیدا کرده و سریع تر عمل کنسرو شدن انجام می شود.
طراحی یک سیستم حرارت دهی اهمیک سیستم APV Baker
فراورده غذایی به کمک یک پمپ محصول به درون یک لوله عمودی یا تقریبا" عمودی فرستاده می شود که یک سری الکترود بر روی این لوله قرار داده شده است. برای اطمینان از به جوش نیامدن محصول در لوله ها، فشار کافی بر سیستم اعمال می گردد (فشار 4bar برای استریلیزاسیون در 140درجه سانتی گراد). چنانچه در
شکل 1نیز مشاهده می گردد، 7 الکترود در طول لوله تعبیه شده است و به یک منبع برق متناوب 3 فاز متصل است و در نتیجه این جریان الکتریـــکی از میان ماده غذایی عبور می کند. لوله های اتصال از جنس استیل مقاوم به خوردگی هستنـد که با یک ماده پﻻستیکی عایق بندی شده اند. فاصله الکترود ها از یکدیگر با هم برابر نیست زیرا هرچه از ورودی لوله به خروجی نزدیک تر می شویم، با افزایش دمای محصول، رسانایی الکتریکی آن نیز افزایش می یابد. پس از این که محصول از قسمت گرم کننده دستگاه عبور کرد وارد لوله های نگهدارنده می شود تا زمان ﻻزم برای اطمینان از استریل شدن را بگذراند و پس از آن به قسمت سرد کننده و پر کن اسپتیک فرستاده می شود. می توان از جریان آب سرد برای خنک کردن محصول استفاده نمود
-1 نمایی از یک سیستم حرارت دهی اهمیک
پارامترهای موثر گرمایش اهمی:
• پارامترهایی که بر فرایند گرمایش اهمی تآثیر می گذارند به دو دسته تقسیم می شوند:پارامترهای سیستم و محصوﻻت
• پارامترهای سیستـم شامل دمای فرایند، جریان، ولتاژ،واحد قدرت ،نوع الکترود و موقعیت آن ها.
• پارامترهای محصول شامل خواص فیزیکی مانند :سایز ،شکل، ضریب هدایت الکتریکیElectrical (EC” conductivity،درصد نمک،چربی و .... می باشد.
اثرات گرمایش اهمی:
(1 سنتیک مرگ میکروبی:
مکانیسم اصلی غیر فعال سازی میکروبی در گرمایش اهمی ماهیت حرارتی دارد.تحقیقات نشان داد که گرمایش
