دانلود پاور پوینت شیمی و تکنولوژی مواد غذایی

مواد تکنولوژی مواد و تکنولوژی شیمی و شیمی غذایی غذایی ۲واحد نظری ( رشته شیمی کاربردی) جایگاه درس درس شیمی و تکنولوژی مواد غذایی یک درس دو واحدی نظری همراه با یک واحد عملی از دروس اختیاری رشته شیمی کاربردی است. از نظر مصرف کننده ،مهمترین کیفیت غذا مشخصه‌های احساسی آن (بافت، طعم ،بو ،شکل و رنگ) است .این خواص سبب گزینش محصوالت معینی توسط خریداران می‌شود .تفاوتهای جزئی بین تولیدات تجارتی از یک ماده غذایی خاص می‌تواند اثر مهمی بر پذیرش محصول یک کارخانه معین داشته باشد. بسیاری از غذاهای مایع ،طی فراورش از محلی به محل دیگر منتقل می‌شوند . غذاهایی به صورت گرد نرم و یا متشکل از قطعات کوچک را نیز برای سهولت عمل به شکل سیال در می‌آورند. سیاالت معموًال به استاتیک (ایستایی) و دینامیک (پویایی) تقسیم می‌شوند. هنگامی که سیالی در یک دستگاه فراورش جریان یابد با اتالف انرژی ناشی از اصطکاک و تغییرات انرژی‌های پتانسیل، جنبشی و فشاری ،همراه خواهد بود. برنولی: ه طبق معادل ‌ 2 2 ‏ z2 g ‏2 2 ‏ ‏P2 ‏2 ‏ z1 g  ‏1 2 ‏ ‏P1 ‏1 که ) P(Paفشار(kg.m-3) ،چگالی سیال، ) g(9.81ms-2شتاب گرانشی زمینv(m.s-1) ، سرعت سیال ،و) z(mارتفاع است .زیروند 1به موضع 1و زیروند 2به موضع 2در خط لوله ارتباط دارند.   1 ‏Dmms جریان سیال با عدد رینولدز ()Re مشخص می‌شود .عدد مذکور به ‏مDی‌شود: صورت زیر محاسبه ‏Re  ‏ که ) D(mقطر لوله v )m.s-1 ( ،سرعت متوسط ، (m-3)kgp.چگالی سیال و(μ )N.sm-2 گرانروی سیال است. عدد رینولدز کوچکتر از 2100مبین جریان آرام است. ه جریان ‏عدد رینولدز بزرگتر از 4000نشان ‌ آشفته است. ‏در اعداد رینولدز بین 2100و ،4000 جریان ،گذرا نامیده می‌شود. بسیاری از عملیات واحدی در فراورش غذا ه غذایی همراه با تبادل حرارت با ماد ‌ است. حرارت معموًال به سه طریق منتقل می‌شود: .1تابش .2رسانش .3مرفت دمای هر نقطه از غذا ،طی فراورش بستگی به مدت حرارت دادن و یا خنک کردن و نیز محل مورد نظر دارد .لذا دما به طور مداوم تغییر می‌کند .عوامل مؤثر بر تغییرات دما عبارت‌اند از: .1دمای منبع حرارت دهنده .2گرمارسانندگی غذا ه غذا .3گرمای ویژ ‌ سرعت انتقال حرارت از یک سیال داغ به ه زیر به دست می‌آید: سطح غذا ،از معادل ‌ ‏Q hs A b   s  كه ) Q(Js-1سرعت انتقال حرارتA(m2) ، سطح انتقال s θ ،دمای سطح b θ،دمای توده سيال و )hs(Wm-2K-1 ضريب انتقال حرارت سطحی ( يا اليه ای ) است. ضریب انتقال حرارت سطحی بستگی به خواص فیزیکی سیال(مثًال چگالی، گرانروی ،گرمای ویژه) و شتاب گرانشی (که به علت تغییر در چگالی سبب چرخش سیال می‌شود) و اختالف دما و نیز طول یا قطر محفظه‌ی مورد بررسی دارد. این hعوامل را به یکدیگر عبارت ‌هایی که D ‏Nu  ‏c ‏k ارتباط می‌دهند .به صورت یک دسته اعداد ‏cP  ‌شوند: بدون بعد داده م ‌ یk ‏Pr  عدد نوسلت عدد پرنتل عدد گراشوف ‏D 3  2 g  2 ‏ ‏Gr  مجموع مقاومت‌های موجود در برابر جریان ‏OHTC حرارت ،به U انتقال حرارت کلی ضریب موسوم است. یQ ‏UAم ه ‌توان با رابط ‌ حرارترا سرعت انتقال a   b  ‏OHTC ‏U بیان کرد: زیر کمیت مهمی است که از آن می‌توان در محاسبه کارآیی گرمایشی یا سرمایشی تجهیزات مختلف فراورش سود جست. ه غذایی جامد توسط سیالی اگر یک ماد ‌ گرم و یا سرد شود ،مقاومت‌های موجود در برابر انتقال حرارت شامل ضریب سطحی انتقال حرارت و گرمارسانندگی غذاست. طریق عدد بیو ( )Biبه یکدیگر این عوامل از h ارتباط می‌یابندk : ‏Bi  ه اگر عدد بیو کوچک باشد ( ،)Bi<0.2الی ‌ سطحی ،مقاومت اصلی را در برابر جریان حرارت تشکیل می‌دهد. اما در اغلب موارد ،Bi>0.2گرمارسانندگی ه سرعت انتقال حرارت غذا محدود کنند ‌ است. منابع انرژی فراورش غذا .1برق .2گاز طبیعی و گازهای نفتی مایع شده .3سوخت‌های مایع نفتی .4سوخت‌های جامد (آنتراسن ،زغال سنگ ،چوب و زغال‌چوب) برای حرارت دادن به غذا روش‌های مستقیم و غیرمستقیم به کار می‌رود ولی فقط از روش غیرمستقیم ،جهت سردکردن غذا استفاده می‌شود. در روش مستقیم ،محصوالت گرمای حاصل از احتراق یک سوخت در تماس مستقیم با غذا قرار می‌گیرند و لذا خطر آلودگی غذا به مواد بودار و یا مواد حاصل از احتراق ناقص وجود دارد .به این دلیل ،فقط از سوخت‌های گازی و به میزان کمتری از سوخت‌های مایع استفاده می‌شود. در روش‌های گرمادهی غیرمستقیم از یک تبادلگر حرارتی به منظور جدا ماندن غذا از محصوالت احتراق ،استفاده می‌شود. متداولترین سیستم گرمادهی غیر مستقیم در فرآورش غذا ،بخار است .عملکرد دیگ بخار با اعمال زیر بهبود می‌یابد: .1استفاده از بخار مایع شده به عنوان آب ورودی به دیگ .2گرم کردن هوا قبل از مصرف در احتراق سوخت .3عایق‌کاری دیگ بخار .4بازیابی حرارت از گازهای حاصل از احتراق ه صرفه جویی در بخار عرضه شده به محوط ‌ فراورش به طرق زیر امکان‌پذیراست: .1عایق‌کاری دقیق لوله‌های بخار و آب داغ .2به حداقل رساندن نشت بخار .3قرار دادن تله‌های بخار اگر دمای غذا به حدی افزایش یابد که باعث انهدام میکروارگانیسم‌ها شود ،در یک فاصله زمانی معین درصد موجوداتی که از بین می‌روند مقداری ثابت و مستقل از ه ه آنها ست .این پدیده به مرتب ‌ تعداد اولی ‌ لگاریتمی مرگ موسوم است. مدت الزم جهت از بین رفتن %90 میکروارگانیسمها به مدت کاهش اعشاری یا مقدار Dمعروف است .مقادیر Dبر حسب نوع میکروارگانیسمها متفاوت است ه مقاومت بیشتر در برابر و Dبزرگتر نشان ‌ حرارت می‌باشد. ه لگاریتمی مرگ ه مهم از مرتب ‌ دو نتیج ‌ حاصل می شود: .1هر چه تعداد میکروارگانیسم‌ها در مواد اولیه بیشتر باشد ،مدت بیشتری برای رساندن تعداد آنها به یک حد معین مورد لزوم است. .2نظر به اینکه انهدام میکروب‌ها به صورت لگاریتمی انجام می‌شود ،از بین رفتن تمامی سلول‌ها ،از نظر محاسباتی ،فقط با حرارت دادن غذا به مدت بی‌نهایت میسر است .لذا هدف از تعداد کاهش فراورش، میکروارگانیسم‌های باقیمانده تا یک حد عوامل متعددی در تعیین مقاومت حرارتی میکروارگانیسم‌ها نقش دارند:. .1نوع میکروارگانیسم .2شرایط کشت (الف) دما (ب) مدت کشت (ج) محیط کشت .3شرایط در هنگام عملیات گرمایی (الف) pHغذا (ب) فعالیت آب موجود در غذا (ج) ترکیب نسبی غذا (د) محیط و شرایط کشت فساد غذا بر اثر وجود میکروارگانیسم‌ها خیلی سریع صورت می‌گیرد حال آنکه واکنش‌های آنزیمی و شیمیایی آهسته‌تر عمل می‌کنند .در هر دو مورد ،آب مهمترین ه سرعت فساد است. عامل تعیین کنند ‌ جرم رطوبت موجود درآب غذا را mیا بر مبنای ‏100 جرم نمونه مرطوب: جرم آب ‏100 جرمآب جامد  جرم ‏m یا بر مبنای خشک بیان می‌کنند: جرمآب ‏M  جامد جرم مقدار ضروری آب جهت فعالیت‌های میکروبی ،آنزیمی یا شیمیایی ،زمان ماندگاری غذا را تعیین می‌کند و این ضرورت با میزان فعالیت آب( )aWدر غذا مشخص می‌شود .با عملیات واحدی گوناگون مانند رطوبت‌زدایی ،تبخیر ،خشک کردن ،تغلیظ انجمادی و استفاده از مواد جاذب موجودی آب در غذا را کاهش می‌دهند. آب موجود در غذا دارای فشار بخار معینی است .مقدار بخار حاصل به عوامل زیر بستگی دارد: .1مقدار آب موجود .2دما .3غلظت حل شده‌ها (به ویژه امالح و قند) در آب فعالیت آب به صورت نسبت فشار بخار آب در غذا به فشار بخار آب سیر شده در همان دما تعریف می‌شود: ‏P ‏aw  ‏P که) P(Paفشار بخار آب در غذا و )P0(Pa فشار بخار آب خالص در همان دماست. فعالیت آب به وسیله رابطه‌ی برونوئر-امت- تلر ( )BETبه میزان رطوبت موجود در غذا وابسته می ‏aw 1 ‌شودC . 1 ‏aw ‏M 1C ‏ ‏M 1C ‏ ‏M 1  aw  ‏aw فعالیت آب ،M ،رطوبت به صورت درصد وزنی خشک M1 ،رطوبت (بر مبنای ه مولکولی و ،Cعدد ثابت خشک) تک الی ‌ است. رطوبت نسبی هوای محل نگهداری غذا، رطوبت نسبی تعادلی نامیده می‌شود. اگر نمودار تغییرات رطوبت نسبی را در مقابل رطوبت تعادلی موجود در دماهای مختلف رسم نمایند ،منحنی‌ای حاصل می‌شود که به همدمای جذب آب معروف است. ه میزانی از منحنی همدما نشان‌دهند ‌ فعالیت آب است که غذا در آن پایدار می‌ماند و به عالوه امکان پیشگویی اثر تغییرات رطوبت بر فعالیت آب و در نتیجه مدت انبارداری را میسر می‌سازد .همچنین جهت تعیین سرعت و گستردگی خشک‌شدن ،از مناسبترین دمای مخزن نگاهداری غذای منجمد و ویژگیهای مواد بسته‌بندی (برای جلوگیری از ورود فرآورش غذا به روشهای نا پیوسته و پیوسته انحام می گیرد .به طور کلی مزایای فرایندهای ناپیوسته عبارت‌اند از: .1انعطاف‌پذیری در تغییر خط تولید محصول یا میزان محصول ه تجهیزات .2سرمایه‌گذاری کمتر در تهی ‌ ه تجهیزات .3عملکرد و کنترل ساد ‌ معایب اساسی فرایندهای ناپیوسته به قرار زیرند: ه کارگری باالتر .1هزین ‌ ه جاری بیشتر از نظر انرژی و آب .2هزین ‌ و بازدهی کمتر مواد و انرژی .3اشغال فضای بیشتر توسط تجهیزات .4یکنواختی کمتر محصوالت آماده سازی مواد خام تمیز کردن ،نوعی عملیات واحدی است که در آن مواد آالینده ،از غذا جدا و حذف می‌شوند و در نتیجه سطح خارجی غذا شرایط مناسبی جهت فراورش‌های بعدی پیدا می‌کند. در فراورش غذا ،تمیز کردن بایستی در اولین فرصت ممکن انجام گیرد تا دستگاه‌های فراورش در اثر سنگ، استخوان و یا فلزات همراه با غذای خام دچار آسیب نشوند و نیز وقت و هزینه‌ی اضافی جهت فراورش مواد ناخواسته‌ای که در نهایت باید به دور ریخته شوند بیهوده جداسازی سریع مواد آالینده به کمک میکروارگانیسم‌ها مانع رشد میکروبی در طول تأخیر احتمالی تا شروع فراورش یا در ضمن انبارداری مواد خام ،خواهد شد. بنابر این تمیز کردن ،روش مؤثری در کاهش ضایعات غذا ،بهبود اقتصاد فرایند و حمایت از مصرف کننده محسوب می‌شود. تمیز کردن در دستگاه‌های ویژه به دو روش .1مرطوب (نظیر خیساندن ،پاشش‌آب، غوطه‌ور ساختن و استفاده از امواج فراصوت) خشک (جداسازی با هوا ،میدان .2 مغناطیسی و یا روش‌های فیزیکی) انجام می‌گیرد. انتخاب روش تمیز کردن ،بر اساس وضعیت مواد خام و نیز نوع آالینده‌های موجود در آنها انجام می‌گیرد. تمیز کردن با آب مؤثرتر از روش‌های خشک در جداسازی خاک و گل از ریشه‌ی ه سموم دفع سبزیجات و غالت و باقیماند ‌ آفات و گرد و خاک از میوه و سبزی‌های نرم و تازه است. این روش ایجاد گرد و خاک نمی‌کند و کمتر از روش‌های خشک به غذا آسیب می‌رساند. در روش‌های مرطوب حجم قابل توجهی پساب تولید می‌شود. ‏بهای آب مصرفی و هزینه‌ی دفع پساب هم منظور شود. ‏از دستگاه‌های مورد استفاده در روش از تمیز کردن خشک برای تمیز کردن محصوالت کوچکتر که دارای مقاومت مکانیکی بیشتر و رطوبت کمتر می‌باشند استفاده می‌شود (مثًال غالت و خشکبار). انواع مهم دستگاه‌های مورد استفاده در تمیز کردن خشک عبارت‌اند از: )1دسته‌بندی کننده‌های هوایی )2جداکننده‌های مغناطیسی )3جداکننده‌های غربالی در دسته‌بندی کننده‌های هوایی آالینده‌ها را با توجه به اختالف چگالی آنها به دسته‌بندی کردن ه غذایی دسته‌بندی عبارت از تقسیم یک ماد ‌ به دسته‌های مختلف است که این عمل براساس یک خاصیت فیزیکی قابل اندازه‌گیری انجام می‌شود .دسته‌بندی نیز نظیر عملیات تمیز کردن باید در اسرع وقت صورت گیرد تا از یکنواختی محصول در فراورش بعدی اطمینان حاصل شود .چهار ویژگی اصلی فیزیکی که در دسته‌بندی غذا به کار می‌روند عبارت‌اند از :اندازه ،شکل، وزن و رنگ. دسته‌بندی از نظر اندازه (که غربال کردن یا دانه‌بندی کردن نامیده می‌شود) عبارت از تقسیم مواد جامد به دو یا چند جزء است که براساس تفاوت اندازه‌ی آنها صورت می‌گیرد. دسته‌بندی از نظر اندازه به صورت دستی یا مکانیکی یا دسته‌بندی کننده‌ی صفحه‌ای و یا تصویری انجام می‌گیرد .همچنین از صفحاتی با منافذ ثابت یا متغیر استفاده می‌کنند. غربال‌های با منافذ ثابت دو نوع غربال با منافذ ثابت بیشتر مرسوم‌اند که عبارت‌اند از: .1صفحه (یا غربال) با بستر صاف .2غربال بشکه‌ای (غربال دوار یا حلقه‌ای) سرعت جداسازی توسط غربال با عوامل زیر ارتباط دارد: ه توزیع اندازه و شکل قطعات .1نحو ‌ .2جنس ساختمانی غربال .3دامنه و فرکانس لرزش غربال .4کارآیی روشهایی که برای جلوگیری از انسداد (یا کورشدن) شبکه‌ی غربال متداول است. «ظرفیت» یک غربال عبارت از مقدار غذایی است که از هر متر مربع آن در یک ثانیه عبور می‌کند. فراورش تصویری فراورش تصویری براساس طول ،قطر، آسیب‌های سطحی ،نحوه‌ی قرارگرفتن قطعات بر روی نقاله و نیز رنگ غذاها صورت می‌گیرد .از روش اخیر در دسته‌بندی خوشه‌های ذرت استفاده می‌شود. دسته‌بندی رنگی با استفاده از ریز پردازنده‌ها در کنترل دستگاه‌های دسته‌بندی رنگی ،امکان دسته‌بندی سریع غذاهای ریزدانه میسر می‌شود .دانه‌ها به دنبال یکدیگر وارد یک ه مجرا می‌شوند .زاویه ،شکل و جنس الی ‌ مجرا را می‌توان برای تنظیم سرعت عبور دانه‌ها از برابر یک نورسنج تغییر داد .رنگ زمینه و نوع و شدت نور الزم برای درخشان کردن سطح غذا در مورد هر نوع محصول به دقت کنترل می‌شود. دسته‌بندی وزنی ه دسته‌بندی کردن بر مبنای وزن از بقی ‌ روش‌ها دقیق‌تر است و به این دلیل در مورد غذاهای گرانتر به‌کار می‌رود (مثل تخم‌مرغ ،قطعات گوشت و برخی از میوه‌های استوایی). در دسته‌بندی به روش دمیدن هوا و ه غذاها شناورسازی ،از اختالف جرم ویژ ‌ استفاده می‌شود .مفاهیم درجه‌بندی و دسته‌بندی غالبًا به جای یکدیگر به کار برده می‌شوند ولی منظور از درجه‌بندی، ارزیابی تعدادی ویژگی معین است که مبین کیفیت کلی غذا می‌باشند. پوست‌کنی یکی از عملیات ضروری در فراورش بسیاری از میوه‌ها و سبزی‌هاست و ضمن جداسازی مواد ناخواسته و غیرخوراکی ،سبب بهبود ظاهر فراورده‌ی نهایی می‌گردد. پوست‌کنی به پنج روش مختلف صورت می‌گیرد. .1پوست‌کنی با بخار آب .2پوست‌کنی با تیغه‌های برنده .3پوست‌کنی سایشی .4پوست‌کنی با قلیا .5پوست‌کنی با شعله پوست‌کنی با تیغه‌های برنده در این روش ،تیغه‌های ثابت به سطح میوه‌ها و سبزی‌هایی که دوران می‌کنند فشار وارد آورده و پوست آنها را جدا می‌سازند .بالعکس ،ممکن است تیغه‌ها متحرک و غذا ثابت باشد .این روش به ویژه در مورد مرکبات که پوست آنها به سهولت جدا می‌شود و آسیب و تلفات میوه بسیار کم است به کار می‌رود. پوست‌کنی سایشی در این طریقه غذا به زیر غلتک‌های سنباده‌ای فرستاده می‌شود و یا در ظرف ه سنباده (کربوراندوم) دواری که از یک الی ‌ پوشیده شده است قرار می‌گیرد (سنباده ماده‌ی زبری است که از سیلیسیم و کربن ساخته می‌شود) .سطح سنباده‌ای ،پوست غذا را جدا می‌کند و مواد زائد ،توسط آب فراوان به خارج حمل می‌شود .مزایای این روش شامل مصرف انرژی اندک ،به علت پایین بودن دمای عملیات (دمای اتاق)، سرمایه‌گذاری پایین و ظاهر مطلوب غذا پس از پوست‌کنی است. معایب روش پوست‌کنی سایشی عبارت‌اند از: .1ضایعات بیشتر محصول در مقایسه با پوست‌کنی با بخار .2تولید حجم فراوانی از پساب رقیق که دفع آن مشکل و پرهزینه است. .3عملکرد نسبتًا پایین دستگاه به علت آن که تمام قطعات غذا باید با سطح سنباده‌ای تماس پیدا کنند. پوست کنی با قلیا در این روش محلول رقیقی از سدیم ‏C120 هیدروکسید را به دمای 100تا می‌رسانند .روش پیشرفته‌تر پوست‌کنی با قلیا ،به پوست‌کنی با قلیای خشک معروف است .در روش اخیر ،ابتدا غذا را در محلول %10سدیم هیدروکسید می‌خیسانند ،آنگاه، ه صفحات یا پوست نرم شده به وسیل ‌ غلتک‌های الستیکی برداشته می‌شود .این روش ،میزان آب مصرفی و تلفات محصول را کاهش می‌دهد. خرد کردن خرد کردن عبارت از نوعی عملیات واحدی ه قطعات غذاهای جامد است که در آن انداز ‌ با استفاده از آسیاب ،تراکم و یا ضربه ه گرد و ذرات ریز غذا به کوچک می‌شود .تهی ‌ آرد کردن نیز معروف است. ه ذرات یک اگر این روش برای کاهش انداز ‌ مایع نامحلول به کار رود آن را همگن‌سازی و یا امولسیون‌سازی می‌نامند. مزایای خرد کردن در فراورش غذا به قرار زیر است: .1نسبت سطح خارجی به حجم غذا افزایش می‌یابد. .2قطعاتی با اندازه‌های از پیش تعیین شده حاصل خواهد شد که این امر در فراورش صحیح محصول و یا اکتساب ویژگی‌های الزم دارای اهمیت است. ه یکسان قطعات. .3انداز ‌ طرق مختلف خرد کردن غذا را بر اساس ه اندازه‌ی قطعات تولید شده در گستر ‌ هر روش ،به شرح زیر دسته‌بندی می‌کنند: .1قطعه قطعه کردن ،بریدن ،ورقه ورقه کردن و حبه کردن: • قطعات بزرگ تا متوسط (گوشت قیمه ،پنیر و قطعات میوه در کنسروسازی) • قطعات متوسط تا کوچک (نوارهای گوشت خوک ،لوبیای سبز و هویج خرد شده) • قطعات کوچک تا دانه‌ای (گوشت چرخ کرده ،ورقه‌های ماهی یا خشکبار و سبزیجات ریز شده)  )2آسیاب کردن و تبدیل به گرد یا خمیر کردن با افزایش تدریجی نرمی. از سه نوع نیرو جهت خرد کردن تکه‌های غذا استفاده می‌شود: .1نیروهای تراکمی .2نیروهای ضربه‌ای .3نیروهای برشی ه انرژی الزم برای کوچکتر کردن محاسب ‌ قطعات جامد غذا ،با استفاده از یکی از ه زیر امکان پذیر است: سه معادل ‌ .1قانون کیک .به موجب این قانون، انرژی الزم جهت خرد کردن یک قطعه، متناسب با نسبت مقدار اولیه یک بعد ‏ d1  معین (مثًال قطعه)Eبه مقدار نهایی ‏ قطر  K K ln ‏ d2  همان بعد است. ‏d1 d 2 ه می را نسبت کاهش انداز ‌ کمیت نامند که در ارزیابی و مقایسه عملکرد  .2قانون ریتینگر .به موجب این قانون انرژی الزم برای خرد کردن یک قطعه متناسب با تغییر مساحت سطح آن قطعه است (به جای تغییر ‏ 1 1 ‏ در  K R  معین  قانون Eکیک) ه یک بعد انداز ‌ ‏d1  ‏ d2 ‏KR که ثابت ریتینگر است.  .3قانون بوند .به موجب این قانون، انرژی الزم برای کاهش اندازه‌ی زیر به دست معادله قطعات از ‌ی ‏ ‏ 100 ‏E 100 ‏   ‏ ‏  ‏W ‏ d2  می‌آید d1  : که Wشاخص کار بوند است و مقدار آن برای غذاهای سخت (شکر و غالت) بین 40000تا Jkg-1 80000می‌باشدd1 . قطر شبکه‌ی غربالی است که %80 وزن خوراک از آن عبور می‌کند و d2 قطر شبکه‌ی غربالی است که %80از قانون کیک در مورد خرد کردن مواد به دانه‌های درشت‌تر که افزایش مختصری در مساحت سطح دانه‌ها حاصل می‌شود نتایج قابل قبولی به دست می‌دهد. ‏از قانون ریتینگر نتایج بهتری در نرم کردن مواد تا حدی که با افزایش قابل توجه مساحت سطح دانه‌ها همراه باشد حاصل می‌شود. قانون بوند حد واسط دو قانون اخیر است. خرد کردن غذاهای مایع (امولسیون‌سازی و همگن‌سازی) ‏عبارت‌های امولسیون‌ساز و همگن‌ساز را غالبًا به جای یکدیگر در مورد دستگاه‌های امولسیون‌سازی به‌کار می‌برند. ‏امولسیون کردن عبارت از تشکیل امولسیون پایدار است که در اثر اختالط شدید دو و یا چند مایع نامحلول در یکدیگر به دست می‌آید. ‏همگن‌سازی دارای شدت بیشتری در مقایسه با امولسیون‌سازی است. ‏هر دو عمل به منظور تغییر دادن خواص اساسی و یا کیفیت خوراکی مواد غذایی به‌کار می‌روند. ‏این عملیات هیچ کدام اثری بر ارزش غذایی و یا زمان ماندگاری غذا ندارند. دو نوع امولسیون مایع -مایع عبارت‌اند از: .1روغن در آب (مثل شیر) .2آب در روغن (مثل مارگارین) پایداری امولسیون‌ها به عوامل زیر بستگی دارد: .1نوع و مقدار ماده‌ی امولسیون‌ساز .2اندازه‌ی ذرات در فاز پاشیده .3نیروهای سطحی مؤثر بر سطوح ذرات .4گرانروی فاز پیوسته ه فازهای .5اختالف بین جرمهای ویژ ‌ پاشیده و پیوسته ه قطبی ‏عوامل امولسیون‌ساز به دو دست ‌ و غیرقطبی تقسیم می‌شوند. ‏آن دسته ،که در آنها گروه‌های قطبی مؤثرترند به مولکول‌های آب می‌چسبند و تشکیل امولسیون‌های روغن در آب می‌دهند. ‏مواد غیر قطبی ،جذب روغن می‌شوند و تولید امولسیون‌های آب در روغن می‌کنند. ه عوامل ‏این مواد به وسیله موازن ‌ آب‌دوست – چربی‌دوست ( )HLBکه عبارت از نسبت گروه‌های آب‌دوست به ه ‏مواد امولسیون‌ساز قطبی را به دو دست ‌ یونی و غیریونی نیز تقسیم می‌کنند. ‏سه نوع مواد یونی (آنیونی ،کاتیونی و دوخصلتی) و یک نوع غیریونی وجود دارد. ه ‏امولسیون‌سازهای دو خصلتی یک منطق ‌ ایزوالکتریک دارند که در آن بارهای مثبت و منفی مولکول متعادل می‌شوند و تفکیک مولکول به یون‌ها صورت نمی‌گیرد. ‏تغییر ،pHماده‌ی امولسیون‌ساز دارای بارهای مثبت و یا منفی می‌شود و خواص فعالیت در سطح پیدا می‌کند. عواملی که بر پایداری امولسیون‌ها مؤثرند، ه قانون استوکس به یکدیگر ارتباط به وسیل ‌ می‌یابند: ‏D 2 g  P   S  ‏  18 ‏ ms  1  ‏Dm  ‏2 شدن فازها از عبارت از سرعت  جدا g ms ‏ S kgm  3  یکدیگر، ‏ P kgm  3  ‏1 1 قطرات در فاز پاشیده، قطر Ns ‏m  چگالی فاز شتاب گرانشی زمین، پاشیده، چگالی فاز پیوسته و گرانروی فاز پیوسته است. اختالط و شکل دادن ‏اختالط (یا آمیختن) عبارت از عملیاتی است که در طی آن مخلوط‌های یکنواختی از دو یا چند سازنده حاصل می‌شود و اساس آن بر پاشیدن یک ماده درون تشکیل‌دهندگان دیگر مخلوط استوار است. ه ‏در مقیاسه با امولسیون‌ها ،سازند ‌ ه کمتر را فاز بیشتر را فاز پیوسته و سازند ‌ پاشیده می‌نامند. ‏اختالط ،اثر حفاظتی ندارد و فقط برای تسهیل فراورش و یا تغییر وضع ظاهری غذا به‌کار می‌رود. ‏شکل دادن عبارت از نوعی عملیات واحدی است که در آن غذاهایی با گرانروی باال و یا دارای ساختار خمیری به اشکال و اندازه‌های مختلف قالب زده می‌شوند و این عملیات غالبًا بالفاصله پس از اختالط صورت می‌گیرد. نمونه هایی از دستگاههای مخلوط کن شدت عمل اختالط به عوامل زیر وابسته است: ه نسبی ذرات ،شکل و چگالی هر .1انداز ‌ یک از سازندگان .2کارآیی همزن خاص برای آن اجزای سازنده .3تمایل مواد به انبوهش .4رطوبت موجود در مواد ،مشخصات ه جریان هر یک از سطح خارجی و نحو ‌ سازندگان مدت اختالط طبق رابطه زیر تعیین می شود: ‏ln M  Kt ‏m اختالط tاست که که Kثابت سرعت ‏m s  بستگی به نوع همزن و طبیعت مدت اختالط سازنده‌ها دارد و است. مؤلفه‌های مختلف سرعت در مایعات که بر اثر همزدن حاصل می‌شوند عبارت‌اند از: .1سرعت شعاعی که در جهت عمود بر محور همزن عمل می‌کند .2سرعت طولی (به موازات محور همزن) .3سرعت چرخش (مماس بر محور همزن) در مورد مایعاتی با گرانروی زیاد و یا خمیرها عمل اختالط به کمک عوامل زیر صورت می‌گیرد: ه ظرف و یا .1فشرده شدن مواد به دیوار ‌ به سایر مواد .2آمیختن مواد مخلوط قسمت‌های مخلوط شده نشده با .3بریده شدن موادی که در معرض کشش قرار دارند اغلب غذاهای مایع جزء سیاالت غیر نیوتنی محسوب می‌شوند (یعنی ثبات و یکنواختی آنها با تغییر شدت نیروی برشی دگرگون می‌شود). انواع متداولتر شامل: شبه‌پالستیک‌ها (که قوام آنها با افزایش شدت نیروی برشی کاهش می‌یابد) متسع‌شونده‌ها (که قوام آنها با افزایش شدت نیروی برشی افزوده می‌شود) ویسکواالستیک ها که ویژگی‌های کشسانی و گرانروی را مثل افت تنش، خزش و پیچش توامًا داراست. سرعت یا شدت اختالط را با شاخص اختالط می‌سنجند .ثابت سرعت اختالط بستگی به مشخصات همزن و مایعات دارد .اثر همزن رابطه زیر داده می‌شود: بر ثابت سرعت با ‏D3 N ‏Dt2 z ‏K  ‏N rps  ‏Dm  ‏ کهDt m از قطر همزن، ‏ عبارتz m سرعت همزن، قطر ظرف و است. ارتفاع مایع توان مورد نیاز همزن ،تابع نوع ،مقدار و غلظت غذاست و نیز به نوع ،سرعت ،اندازه و محل قرارگیری پره‌ها بستگی دارد. جریان مایع با تعدادی از اعداد بدون بعد که Dعبارت‌اند ازعدد 2 مشخص می‌شودN m رینولدز ،Reعدد فرود FrوRe عدد توان :Po ‏m ‏DN 2 ‏Fr  ‏g ‏P ‏m N 3D5 ‏Po  جداسازی مکانیکی سه نوع عملیات واحدی مکانیکی (یافیزیکی) را که برای تفکیک سازندگان غذاها از یکدیگر به‌کار می‌رود‌: .1استفاده از نیروی مرکزگریز .2صاف کردن .3فشردن جداسازی به کمک گرانی (ته‌نشینی) در تمیز کردن مواد خام ،گرفتن گردوخاک از هوا و جدا کردن مواد جامد از پساب به‌کار می‌رود .دسته‌بندی و تغلیظ غشایی ،تقطیر جزء به‌جزء و استخراج با حالل روش‌های دیگر جداسازی هستند. استفاده از نیروی مرکزگریز نیروی مرکزگریز بر اثر چرخش مواد حاصل می‌شود .شدت این نیرو به شعاع و سرعت ه چرخان چرخش و جرم (یاچگالی) ماد ‌ بستگی دارد. در جداسازی مایعات نامحلول در یکدیگر (مثل امولسیون‌ها) ،مایع سنگین‌تر به سمت دیواره‌های ظرف رانده می‌شود در حالی که ه میانی تغییر مکان مایع سبک‌تر به یک حلق ‌ می‌دهد .ضخامت الیه‌ها تابع چگالی مایعات، اختالف فشار در اطراف الیه‌ها و سرعت چرخش است. اگر جریان سیال آرام باشد ،سرعت انتقال را می‌توان با اطالع از چگالی قطعات و مایع ،گرانروی مایع و سرعت چرخش به دست آورد. ‏ آوردD 2 2. دست s   سرعت چرخش به V ‏Q 18 ln r2 r1  که در آن، ) =(2/60سرعت زاویه‌ایQ(m3S-1) ، سرعت جریان حجمیV(m3) ، حجم مؤثر دستگاهD ، ) (mقطر ذراتs (kgm-3) ،چگالی ذرات (kgm-3) ، چگالی مایع  (Nsm-2) ،گرانروی مایع r2(m) ،شعاع مخزن دستگاه مرکزگریز r1(m) ،شعاع مایع و )N (rps در مورد ذراتی با شعاع معین ،مدت متوسط ماندگاری یک سیال تعلیقی ،مساوی است با زمان الزم جهت انتقال ذرات از درون ه دستگاه: مایع تا دیوار ‌ ‏V ‏Q ‏t  که ) t(sمدت ماندگاری است .بنابراین می‌توان سرعت جریان را طوری تنظیم کرد که بخشی از ذرات با اندازه‌هایی که در ه معین قرار دارد ،در دستگاه یک گستر ‌ باقی بماند. صاف کردن عملیات صاف کردن برای زالل کردن مایعات به‌کار می‌رود که در طی آن ذرات جامد موجود ،از مایع جدا می‌شوند (مثل صاف کردن شراب ،آبجو ،روغن و شربت). از روش صاف کردن کیکی برای تفکیک مایع از بخش جامد غذاها استفاده می‌کنند (مثل آب میوه). افشردن ‏کاربرد اصلی عمل افشردن در استخراج روغن و شیره نباتات است .این عمل را غالبًا با فرایند خرد کردن توأم می کنند تا تولید محصول به حداکثر برسد . ‏افشردن یا در دو مرحله ( خرد کردن و تهیه خمیر و سپس جداسازی روغن در زیر پرس ) یا در یک مرحله ( خرد کردن دانه ها و استخراج مایع همراه یکدیگر ) انجام می گیرد . عواملی که بر بازدهی عمل عصاره گیری با پرس مؤثرند عبارتند از : .1مدت و شرایط رشد مواد خام .2دامنه به هم ریختگی ساختمان سلولی .3مقاومت مواد جامد در برابر تغییر شکل فیزیکی .4سرعت افزایش فشار .5مدت زمان تراکم .6حداکثر فشار به کار رفته .7ضخامت مواد جامد فشرده شده .8دمای مواد جامد و مایع .9گرانروی مایع افشره تغلیظ غشایی سیستم اسمز معکوس ( فوق صافیها ) و فراصافیها واحدهایی هستند که در آنها سازندگان موجود در محلولهای آبی بر اثر عبور از یک غشای نیمه تراوا به طور انتخابی از یکدیگر تفکیک می شوند . اسمز معکوس را برای جدا کردن آب از حل شده هایی با وزن مولکولی اندک و فشار اسمزی باال به کار می برند .برای غلبه بر فشار اسمزی ، الزم است که از فشارهای باال ( 4000تا kPa 8000 ) استفاده شود . فرا صافیها از غشاهایی با تخلخل بزرگ ساخته می شوند و تنها مولکولهای حجیم را که دارای فشار اسمزی اندک میباشند در خود نگاه می مزایای مهم تغلیظ غشایی نسبت به تغلیظ به روش تبخیر به قرار زیر است : .1لزومی به گرم کردن غذا نیست و لذا خواص غذایی تغییر نمی کند و به خصوص مواد فّر ار از دست نمی روند . .2بر خالف عمل جوشش ،در تغلیظ غشایی تغییر فاز وجود ندارد و بنابراین از انرژی به صورت بهتری استفاده می شود . .3مزایای دیگر این روش در مقایسه با تبخیر ، پایینتر بودن هزینه های کارگری و عملیاتی ، تجهیزات ساده تر ،به کارگیری دستگاه با استفاده از یک شیر کنترول و عدم نیاز به دیگ بخار است . محدودیت های اساسی تغلیظ غشایی عبارتند از : .1تغییر سرعت جریان محصول در صورت تغییر غلظت خوراک .2سرمایه گذاری بیشتر در مقایسه با فرایند تبخیر .3محدودیت غلظت مواد جامد در محصول ( حداکثر 30درصد ) .4آلودگی غشا ( رسوب بسپارها بر روی غشا ) که سبب کاهش زمان کار مفید دستگاه در فواصل عملیات نظافت می شود . اختالف فشار دو طرف غشا ( فشار عبور از غشا ) از رابطه زیر به دست می آید : ‏ Pp ‏p f  pr 2 ‏P که ) P(KPaفشار عبور از غشا Pt(KPa)، فشار خوراک Pr(KPa) ،فشار بازدارنده ( جزء جرمی مواد با وزن مولکولی بزرگ ) و ) Pp(KPaفشار تراوایی ( جزء جرمی مواد با وزن مولکولی کوچک ) است . افزایش سرعت جریان آب ( شار آب ) به موارد زیر بستگی دارد : .1افزایش فشار وارد .2افزایش تراوایی غشا .3کاهش غلظت مواد حل شده در خوراک فشار اسمزی محلولهای رقیق را از رابطه زیر محاسبه می کنند : ‏=MRT که Tدمای مطلق R ،ثابت عمومی گازها M ، غلظت مولی و) (KPaفشار اسمزی است . غشاها ‏ترکیب شیمیایی غشاهای اسمز معکوس مهمترین عامل در کنترل سرعت نفوذ حل شده هاست . ‏موادی که برای ساختن غشاهای اسمز معکوس به کار می روند بایستی دارای خاصیت تراوایی زیاد برای آب ،قدرت دفع حل شده ها و نیز استحکام کافی باشند . ‏به عالوه باید هزینه تولید در مقیاس انبوه هم پایین باشد. غشاهای فوق العاده نازک را از سلولز استات ،استرهای مختلط سلولز ( استات ، پروپیونات – بوتیرات ) ،پلی آکریلو نیتریل ، پلی آمید و پلی اورتان می سازند. این مواد پایدارند و از استحکام مکانیکی مهمترین شرط برای غشاهای فراصافی این است که در ضمن تولید ،ساختاری با تخلخل بسیار ریز پیدا کند و این ساختار را به هنگام کار در معرض تنشهای حرارتی و مکانیکی حفظ نماید . معموًال از بسپارهای سخت و شیشه ای با ضخامتی بیش از ضخامت غشاهای اسمز معکوس ( 0.1تا ) 0.5mاستفاده می کنند . ‏این مواد از نظر مکانیکی مستحکم اند و در مقابل سایش ،حرارت و واکنشهای آبکافت و اکسایش در آب مقاوم هستند .در معرض فشار ، نرم یا پاره یا خمیده نمی شوند. ‏غشاهایی که در صنایع غذایی به کار میروند بایستی قابلیت نظافت و ضدعفونی شدن را دارا تکنولوژی تخمیر و آنزیم در تخمیر غذا از عمل کنترل شده برخی از میکروارگانیسمهای برگزیده به منظور تغییر ساختار غذا ،حفظ غذا بر اثر تولید اسید یا الکل و نیز ایجاد طعم و بوی مطبوع ،که سبب افزایش کیفیت و ارزش مواد خام می شود ،استفاده می کنند . مزایای مهم تخمیر به عنوان یک روش فراورش غذا به قرار زیر است : .1استفاده از شرایط مناسب pHو دما که سبب حفظ ( و غالبًا بهبود ) ارزش غذایی و خواص ظاهری غذا می شود . .2تولید غذاهایی با طعم و بافت مخصوص که امکان تهیه آنها با روشهای دیگر وجود ندارد . .3مصرف انرژی اندک ،به علت شرایط عملیاتی مناسب . .4هزینه های سرمایه گذاری و عملیاتی کمتر . جداکردن آنزیمها از سلولهای میکروبی یا از منابع حیوانی و گیاهی مختلف به منظور کاربرد آزمایشگاهی در فراورش غذا از دستاوردهای اخیر است .آنزیمهای جدا شده و تخلیص شده را آنزیمهای صنعتی می نامند . مزایای اصلی آنزیمهای صنعتی عبارتند از : .1تغییرات کامًال انتخابی در غذاها .2کمترین افت در کیفیت غذا در دمای مالیم عملیات .3مصرف انرژی کمتر در مقایسه با واکنشهای شیمیایی هم ارز .4تهیه مواد جدید عوامل اساسی که رشد میکرو ارگانیسمها را در تخمیر غذا کنترل می کنند عبارتند از : .1وجود منابع کربن و نیتروژن و مواد مغذی دیگری که برای ادامه زندگی میکرو ارگانیسمهای گزینشی ضروری است . .2جزء مورد عمل .3دمای دوران نهفتگی .4رطوبت موجود .5امکان وقوع واکنشهای اکسایش و کاهش .6مرحله رشد میکرو ارگانیسم .7وجود سایر میکرو ارگانیسمهای تخمیر غذا ‏معموًال تغییراتی را که میکرو ارگانیسمها در هیدراتهای کربن جزء مورد عمل به وجود می آورند ،اساس تقسیم بندی تخمیر قرار می دهند. تخمیر را به دو دسته تقسیم میکنند :محصوالت اصلی در اولی ، اسیدهای آلی و در دومی ،اتانول و کربن دیوکسید می باشد . ‏میکروارگانیسمهایی که تنها یک محصول جانبی تولید می کنند به مخمرهای جورو آنهایی که مخلوطی از چند محصول جانبی تولید می کنند تخمیرهای الکتیک اسیدی غلظت و عملکرد باکتریهای الکتیک در تخمیر ، به قدرت آنها در تحمل اسید بستگی دارد .از چهار گروه مهم باکتریهای الکتیک اسید ، استرپتوکوک ها و پدیوکوک ها جور الکتیک اند ،در حالی که گونه های لوکونوستوک ناجور الکتیک می باشند و گونه های الکتوباسیل بسته به شرایط تغییر می کنند . مشتقات شیر ‏محصوالت متعددی در نتیجه عمل میکروارگانیسمها بر شیر به دست می آید ( مثل ماست ،پنیر ،خامه ترش ،کشک ). تفاوت طعم این محصوالت با یکدیگر به واسطه اختالف در سرعت تولید و غلظت الکتیک اسید ،آلدهیدهای فّر ار ، کتونها ،اسیدهای آلی و دی استیل ( استیل متیل کربینول ) است .ماده اخیر بر اثر تخمیر سیترات در شیر حاصل می شود و بوی متمایز کره را به محصوالت لبنی می دهد. تفاوت ساختاری این مواد به واسطه تولید الکتیک اسید از الکتوز است که سرکه و سایر غذاهای اسیدی تخمیر الکلی به وسیله مخمر ،اولین قسمت از یک تخمیر دو مرحله ای تولید سرکه است . در دومین مرحله ،اتانول بر اثر ا.استی اکسید و به استیک اسید و تعدادی ترکیب طعم زا تبدیل می شود .این مرحله حساسیت فوق العاده زیادی نسبت به غلظت اکسیژن محلول در محیط دارد . از سیتریک اسید به میزان وسیعی جهت اسیدی کردن غذاها استفاده می شود .این ماده بر اثر تخمیر قند به وسیله ا.نیجر در کشت غوطه ور و در شرایط محدودیت جزء مورد عمل حاصل می گردد . هیدروکربنها این گروه از آنزیمها ،پلی ساکاریدها یا اولیگوساکاریدها را آبکافت می کنند .پنج نوع مهم تجارتی آنها عبارتند از : .1آلفا آمیالز .2گلوکوآمیالز .3اینورتاز .4الکتاز .5گلوکوز ایزومراز آمیالز حاصل از باکتریها ،نشاسته را در دماهای باالتر مایع می سازد که از آن برای تولید شیره گلوکوز و مالتوز استفاده می شود .در پخت نان ، آنزیمهای مذکور به منظور بهبود تولید گاز ،رنگ پوسته خارجی ،زمان ماندگاری و خاصیت برشته شدن نان به کار می روند . ‏آنزیم اینورتاز ساکاروز را به گلوکوز و فروکتوز تبدیل می کند .از این آنزیم در حذف ساکاروز موجود در غذا ،جلوگیری از تبلور در مالس و تولید قند معکوس و آب نبات و مشروب و شیرینیهای منجمد استفاده می شود . ‏آنزیم الکتاز ،الکتوز را به گلوکوز راست گردان و گاالکتوز راست گردان تبدیل می کند .از آن برای جلوگیری از تشکیل بلور الکتوز در بستنی و شیر تغلیظ شده منجمد ،کشت آغازی در تولید پنیر و تهیه غذا برای کسانی که قادر به تحمل الکتوز نیستند آنزیمهای پکتیک سه نوع آنزیم پکتیک موجود است :پکتین استراز ،پلی گاالکتوروناز و پکتین لیاز آنزیم پکتیک قارچی متشکل از پلی گاالکتوروناز ،پکتین متیل استراز ،سلوالز ، همی سلوالز و پروتئاز است و در موارد زیر مصرف می شود : .1تسریع صاف شدن آب میوه .2حذف پکتین از میوه .3جلوگیری از تشکیل ژل نامطلوب .4استاندارد کردن مشخصات پکتین به عنوان غلظت دهنده در مصارف گوناگون .5بازیافت روغن مرکبات سلوالز قارچی محتوی مقادیر کمتری از همی سلوالز و پکتیناز است .این آنزیمها در موارد زیر استفاده می شوند : .1سهولت صاف شدن مواد استخراج شده از وانیل . .2نرم کردن سبزیها قبل ار پخت . .3تضعیف پوسته خارجی دانه های آجیل قبل از استخراج روغن ،به منظور صرفه جویی در مصرف انرژی . .4استخراج ترکیبات طعم زا از سبزیها که قبًال مشکل و پرهزینه بوده است . همی سلوالزها در موارد زیر استفاده می شود : .1کاهش گرانروی قهوه تغلیظ شده . .2استخراج و زالل کردن آب مرکبات . .3آبکافت خمیر سیب و انگور و تبدیل آنها به قند قابل تخمیر . .4افزایش بازدهی روغنهای معطر ، ادویه و سایر مواد استخراجی از نباتات . پروتئازها را بر اساس بهینه آنها به انواع اسیدی ،قلیایی و خنثی تقسیم میکنند .پروتئازهای اسیدی را اغلب از قارچها به دست می آورند و پروتئازهای خنثی و قلیایی پروتئازهای اسیدی حاصل از قارچ را که دارای فعالیت قابل توجه آلفاآمیالز می باشند در موارد زیر مصرف می کنند : .1آبکافت گلوتن به منظور کاهش مدت اختالط ،نرمتر کردن خمیر و بهبودی بافت و حجم نان . .2نرم کردن گوشت . .3تهیه محصوالت گوشتی مایع . .4کاهش گرانروی و جلوگیری از ژالتینی شدن محصوالت تغلیظ شده و محلول حاصل از ماهی . .5کاهش مدت بستن ژالتین بدون تغییر در استقامت ژل . بروملین مخلوطی از پروتئازهاست که در موارد زیر استفاده می شود : .1در نرم کننده های گوشت . .2بهبود بخشیدن به خمیر پیتزا . .3جلوگیری از انجماد آبجو . .4تهیه کلوچه ،پنکیک و ویفر . گلوکوزاکسیداز ،گلوکوز را در حضور اکسیژن ،اکسید و به گلوکونیک اسید تبدیل می کند. ‏از این آنزیم جهت حذف قند و در نتیجه پایدار ساختن محصوالت حاصل از تخم مرغ و نیز افزایش مدت ماندگاری مشروبات غیر الکلی و سایر غذاهای حساس در برابر اکسیژن استفاده می شود. ‏مزیت این آنزیم در مقایسه با مواد شیمیایی ضد اکسایش در این است که آنزیم مذکور فعالیت خود را در طول لیپازها ،چربیها و استرهای چرب را آبکافت و آنها را به گلیسریدها و مونوگلیسریدها تبدیل می کنند و از آنها در موارد زیر استفاده می شود : بهبودی خاصیت اختالط آلبومین تخم مرغ . دگرگون کردن یا محلول ساختن چربیها و یا شکستن امولسیونها . بهبود بخشیدن به طعم مواد لبنی . تولید اسیدهای چرب از چربی کره . تابش دهی مهمترین مزایای استفاده از تابش دهی به قرار زیر است : .3نیازی به حرارت دادن غذا نیست و لذا مشخصات ظاهری تغییر چندانی نمی کنند . .4غذاهای بسته بندی شده و منجمد را نیز می توان در معرض تابش قرار داد . .5غذاهای تازه را می توان فقط با یک فرایند و بدون نیاز به استفاده از مواد شیمیایی حفاظت کرد . .6انرژی مصرفی بسیار کم است . .7تغییر در ارزش غذایی مواد ،قابل مقایسه با سایر روشهای حفاظتی است . .8این فرایند به طور خودکار کنترل می مشکالت اساسی در روش تابش دهی عبارت است از : کاهش ارزش غذایی . .1امکان مقاوم شدن میکروارگانیسمها در برابر تابش . .2عدم دسترسی به روشهای تجزیه برای تشخیص آن که غذا در معرض تابش قرار گرفته است . .3عکس العمل مردم به واسطه وحشت از پرتوزاشدن غذا . بالنچینگ بالنچینگ جهت نابودی فعالیتهای آنزیمی در سبزیها و برخی از میوه ها قبل از فراورشهای بعدی به کار می رود .بنابراین فقط یک روش حفاظتی محسوب نمی شود .معدودی از سبزیها ( مثل پیاز و فلفل سبز ) نیازی به بالنچینگ جهت جلوگیری از فعالیتهای آنزیمی در ضمن نگهداری ندارند .برای غیر فعال کردن آنزیمها ،غذا را تا دمای نزدیک به محیط سریعًا خنک می سازند . فرایند بالنچینگ ،تعداد ریز موجودات در سطح غذا را کاهش می دهد و لذا در عملیات حفاظتی بعدی نقش کمکی دارد .فرایند بالنچینگ ،بافتهای گیاهی را نیز نرم و هوا را از فواصل بین سلولی خارج می سازد که سبب تسهیل در پرکردن قوطیهای کنسرو می شود. عوامل مؤثر بر زمان زمان بالنچینگ عبارتند از : .1نوع میوه یا سبزی .2اندازه قطعات غذا .3دمای بالنچینگ .4روش گرمادهی آنزیمهایی که سبب نقصان ارزش غذایی و طعم سبزیها و میوه ها می شوند شامل لیپوکسیژناز ،پلی فنول اکسیداز ،پلی گاالکتوروناز ،کلروفیالز می باشند. ‏دو آنزیم مقاوم در برابر حرارت که در اغلب سبزیها یافت می شوند عبارتند از کاتاالز و پروکسیداز. پروکسیداز در برابر حرارت مقاومتر از کاتاالز است و لذا نابودی فعالیت پروکسیداز مبین این است که سایر آنزیمهای کمتر مقاوم نیز منهدم شده اند . پاستوری کردن ‏پاستوری کردن یک فرایند حرارتی نسبتًا مالیم است که معموًال در زیر C 100برای افزایش زمان ماندگاری غذا تا چند روز ( مثل شیر ) یا چند ماه ( مثل آب میوه ) است. فرایند مذکور غذا را بر اثر قطع فعالیت آنزیمها و انهدام میکروارگانیسمهای حساس در برابر گرما حفظ می کند و فقط تغییرات ناچیزی در خواص ظاهری و یا ارزش غذایی مواد بر جای می گذارد. شدت فرایند حرارتی و افزایش زمان ماندگاری غذا را اغلب با تعیین آن تشخیص می دهند. حرارت مورد نیاز برای افزایش دمای یک مایع در فرایند پاستوری کردن از رابطه به دست می آید : ) Q mc( A   B )m(kgs-1 که Q(W) :سرعت انتقال حرارت  A   B ، سرعت جریان جرمی C(kJkg-1 C-1) ، تغییر دماست . ظرفیت حرارتی و روش پاستوری کردن را میتوان با انتخاب شرایط دمای باال و مدت کوتاه ( )HTSTیا پاستوری کردن آنی به گونه ای بهینه کرد که خواص ظاهری و ارزش غذایی مواد حفظ شوند. فسفاتاز قلیایی یک آنزیم طبیعی است که در شیر یافت می شود .اگر فسفاتاز فّع ال باشد نتیجه می گیرند که روش حرارتی به کار رفته برای انهدام باکتریهای بیماری زا کافی نبوده است و یا محصول پاستوری شده با شیر پاستوری نشده آلوده شده است . عقیم کردن حرارتی عقیم کردن فرایندی است که در آن غذا را به منظور قطع فعالیتهای میکروبی و آنزیمی به دمای باال می رسانند و به مدت کافی در دمای فوق نگه می دارند .در نتیجه این عمل زمان ماندگاری غذاها به متجاوز از شش ماه افزایش می یابد. زمان الزم برای عقیم کردن غذاها به عوامل زیر بستگی دارد: .1مقامت حرارتی میکروارگانیسمها با آنزیمهایی که ممکن است در غذا وجود داشته باشند. .2شرایط گرمادهی (تقابل) pH .3غذا .4گنجایش ظروف .5حالت فیزیکی غذا درغذاهای کم اسید(، )PH>4.5 خطرناکترین باکتری که ممکن است وجود داشته باشد کلوستریدیوم – مقاومت که است بوتولینوم دربرابرحرارت ،مولد هاگ وبیماری زاست .این باکتری بی هوازی است ،در داخل ظروف بسته رشد می کند و سم مهلکی ترشح می نماید. ‏در غذاهای اسیدی ( ،)pH>3.7قطع فعالیت آنزیمی مهمترین علت فراورش است و لذا شرایط حرارتی با شدت کمتری اعمال می شود .انهدام حرارتی میکروارگانیسمها به صورت عواملی که اثرات مهمی بر سرعت نفوذ حرارت به درون غذا دارند: .1نوع محصول .2گنجایش قوطی .3چرخاندن قوطیها .4دمای تقابل .5شکل قوطی .6جنس قوطی برای محاسبه سریع مدت فراورش عقیم کردن حرارتی معادله زیر به کار می رود : ‏jh I h (B  f h log ) ‏g در رابطه فوق B( min ) ،مدت گرمادهیfh، ) ( minمدت یک چرخه لگاریتمی دما در منحنی نفوذ حرارت و jhضریب تاخیر حرارتی Ih = (θr – θih) (°C ) ،اختالف بین دمای تقابل و دمای اولیه محصولg ،اختالف بین دمای تقابل و دمای نهایی محصول θr ،دمای تقابل و θihدمای اولیه محصول است . ترکیبات مختلفی از دما -زمان را می توان در نظر گرفت که دارای اثر مرگ آور یکسانی بر میکروارگانیسم باشد .منحنی انهدام حرارتی ( )TDTبا معادله زیر بیان می شود : ‏TDT=10121-θ/z که )θ(°Cدمای گرمادهی است . معکوس TDTبه سرعت انهدام موسوم است . پیش از دربندی قوطیها ،هوا را به کمک هواگیری از درون آنها خارج می سازند. قوطیها را با روشهای زیر هواگیری می کنند: پر کردن قوطی ازغذای داغ پر کردن قوطی از غذای سرد و سپس حرارت دادن آن تا دمای 80الی C°95در حالی که در قوطی نیمه مسدود است خارج ساختن مکانیکی هوا با استفاده از تلمبه خًال دربندی قوطی در جریان بخار در حالی که وزش بخار (در فشار 34تا )kPa 41.5 هوا را یک لحظه قبل از دربندی قوطی از سطح غذا به خارج می راند . چهار نوع عمده ظروف نگاهداری غذاهای عقیم شده به شرح زیر است: .1قوطیهای فلزی .2ظروف شیشه ای یا بطری .3کیسه های انعطاف پذیر .4سینی های غیرقابل انعطاف تقابل ( فراورش حرارتی ) .1به کمک بخار آب .2به کمک آب داغ .3به کمک شعله از روش ( UHTبه کار بردن دماهای باال در مدت کوتاه ) برای عقیم کردن انواع غذاهای مایع ونیز غذاهایی که محتوی ذرات ریز وجدا از یکدیگر هستند،استفاده می شود. ‏فرایند UHTمستقل ازشرایط فراورش است. ‏امکان ماندگاری طوالنی غذا به مدت حداقل شش ماه و بدون نیاز به یخچال است. بسته بندی ارزانتر ،تولید بیشتر به واسطه عملیات خودکار و صرفه جویی در انرژی از مزایای دیگر فرایند UHTاست. یک روش اقتصادی فراورش ‏فرایندUHT شیر نیز هست زیرا بر خالف شیر پاستوریزه محدودیتهای فرایندUHT هزینه و پیچیدگی زیاد لزوم ضدعفونی کردن مواد بسته بندی شده محدودیتهای مربوط به خطوط لوله و مخازن تامین هوای عقیم شده ‏پاک نگاه داشتن ماشینهای پر کننده نیاز به مهارت بیشتر کارکنان و تعمیرکاران است. تبخیر تبخیر عبارت از خارج ساختن ناکامل آب از غذاهای مایع بر اثر عمل جوشش است .تبخیر، طعم یا رنگ غذا را تغییر می دهد. کاربردهای مهم تبخیر عبارتند از: از آن برای تغلیظ اولیه غذا قبل از خشک کردن ،انجماد یا عقیم کردن آن،به منظور کاهش وزن و حجم غذا استفاده می کنند .این عمل کاهش هزینه های نگاهداری ،حمل و نقل و توزیع می شود. تبخیر ،میزان مواد جامد موجود در غذا را افزایش می دهد ولذا به علت کاهش فعالیت آب سبب حفظ آن می شود. این فرایند سبب ایجاد تسهیالت بیشتری برای مصرف کننده و نیزتولید کننده می شود. عوامل مؤثر بر سرعت انتقال حرارت و درنتیجه مدت فراورش و کیفیت محصول : اختالف دمای بین بخار و مایع جوشان جرم گرفتگی سطوح انتقال حرارت الیه های مرزی در روش تبخیر از سه روش مختلف برای کاهش مصرف انرژی استفاده می شود: .1باز تراکم بخار .2پیش گرمایش .3تبخیر چند مرحله ای آب زدایی آب زدایی یا ( خشک کردن ) عبارت است از کاربرد حرارت ( در شرایط کنترل شده )به منظور حذف بخش اعظم آب موجود در غذا که از طریق تبخیر ( یا در مورد خشک کردن انجمادی به کمک تصعید ) صورت می گیرد. هدف اصلی از عمل آب زدایی ،افزایش زمان ماندگاری غذا در اثر کاهش فعالیت آب است. این امر از رشد میکروبها و فعالیت آنزیمها جلوگیری می کند اما معموًال دمای محصول جهت غیر فعال کردن آنزیم کافی نیست. کاهش وزن و حجم غذا سبب تقلیل هزینه های حمل و نقل و انبارداری می شود و در بعضی موارد ،تنوع و آسایش بیشتری جهت مصرف نم سنجی،مطالعه روابط متقابل بین دما و رطوبت هواست. ‏ظرفیت هوا در دفع رطوبت از غذا بستگی به دما و میزان بخار آب موجود در هوا دارد. ‏مقدار بخار آب موجود در هوا را با رطوبت مطلق (جرم بخار آب به ازای واحد جرم هوای خشک) و یا رطوبت نسبی (( )RHنسبت فشار جزئی بخار آب در هوا به فشار بخار آب سیر شده در همان دما ضرب در ) 100بیان می کنند. آب،توسط مکانیسمهای زیر به سطح غذا انتقال می یابد: انتقال مایع با نیروی لوله های مویین نفوذ مایع به واسطه اختالف غلظت حلشده ها در نقاط مختلف غذا نفوذ مایعاتی که به صورت الیه بر سطح سازندگان جامد غذا جذب سطحی شده اند. نفوذ بخار آب در فضاهای درونی غذا که از هوا انباشته شده است. •غذاها را به دو گروه نم گیر و نا نم گیر تقسیم می کنند. •غذاهای نم گیر دسته ای هستند که در آنها فشار جزئی بخار آب بستگی به رطوبت موجود دارد. •در غذاهای نانم گیر،فشار بخار میزان تغییرات آب،علیرغم رطوبت،ثابت می ماند. هوای مورد استفاده در عمل خشک کردن باید دارای سه ویژگی باشد: .1دمای تر – مخزن نسبتًا باال .2رطوبت نسبی کم .3سرعت زیاد وقتی که میزان رطوبت غذا به پایینتر از حد بحرانی برسد ،سرعت خشک شدن به آرامی کاهش می یابد و پس از رسیدن به حد تعادلی رطوبت (یعنی حالتی که غذا با هوای خشک کن به تعادل می رسند ) ،به سمت صفر میل می کند .این پدیده به " دوره سقوط سرعت " موسوم است. غذاهای نانم گیر تنها دارای یک دوره سقوط سرعت می باشند در حالی که غذاهای نم گیر دو دوره دارند. عوامل مؤثربرسرعت خشک شدن ‏مشخصات خشک کن ‏ویژگیهای غذا سرعت دفع رطوبت اندازه قطعات غذا چربی موجود در غذا روش تهیه غذا مقدار غذای موجود در خشک کن نسبت به گنجایش دستگاه سرعت انتقال حرارت از رابطه زیر به دست می آید: ) Q = hcA ( θa-θs که ( Q )J s-1سرعت انتقال حرارتhc (W m-2 °K-1 ( ، ضریب انتقال حرارت سطحی برای گرمایش همرفتیA (m2) ،سطح آزاد موجود برای خشک شدن θa )C°( ،میانگین دمای خشک – مخزن هوا، ( θs )C°میانگین دمای تر – مخزن هواست. مدت خشک شدن در دوره سرعت ثابت از رابطه زیر به دست آیدx( M i : می M c ) ‏t ) hc ( a   s که ) t(sمدت خشک شدن ( Mi ،بر حسب kgبه ازای هر kgجامد خشک ) رطوبت اولیه غذا( Mc ،بر حسب kgبه ازای هر kgجامد خشک ) میزان رطوبت بحرانی ) J kg-1 ( ،گرمای نهان تبخیر آب در دمای تر – مخزن )hc (،ضریب انتقال حرارت سطحی و ) ρ ( kg m-3چگالی توده غذاx(m) ، ضخامت بستر غذا در سینی θa )C°( ،میانگین دمای خشک – مخزن هوا و ( θs )C°میانگین دمای تر - مخزن هواست. مدت خشک شدن ،وقتی که تبخیر آب از یک قطره کروی در یک خشک کن پاششی صورت گیرد ،از رابطه زیر به دست می آید: ‏Mi  M f ‏r 2 1 ‏t 3hc ( a   s ) 1  M i که ) t(sمدت خشک شدنρ1 )kg m-3 ( ، چگالی مایع ( Mi ،بر حسب kgبه ازای هر kgجامد خشک ) رطوبت اولیه غذاr (m) ، قطر دانه ( Mf ،بر حسب kgبه ازای هرkg جامد خشک ) رطوبت نهایی ) J kg-1 ( ، گرمای نهان تبخیر آب در دمای تر – مخزن است )hc (.ضریب انتقال حرارت سطحی و ) ρ ( kg m-3چگالی توده غذاθa )C°( ، میانگین دمای خشک – مخزن هواθs )C°( ، خشک کردن با استفاده از سطوح داغ در این روش ،حرارت از یک سطح داغ به الیه نازکی از غذا هدایت می شود و رطوبت از سطح آزاد محصول تبخیر می گردد .مقامت اصلی در برابر انتقال حرارت را گرما رسانندگی غذا تشکیل می دهد. پختن و برشته کردن ‏عملیات پختن و برشته کردن اصوًال عملیات واحدی یکسان محسوب می شوند به این معنی که در هر دو از هوای گرم جهت تغییر کیفیت خوراکی غذا استفاده می شود .اما کاربرد آنها با یکدیگر تفاوت دارد. ‏پختن معموًال به فراورش غذاهایی که جزء اصلی آنها آرد یا میوه است اطالق می شود. برشته کردن به فراورش گوشت ،آجیل و سبزیها اختصاص دارد. ‏هدف ثانوی از پختن ،حفظ غذا از طریق انهدام میکروبها و تقلیل فعالیت آب در انتقال حرارت به غذا در یک تنور ،از طریق تابش از دیواره های دستگاه همرفت هوا رسانش به سینیهای محتوی غذا صورت می گیرد. فلزی فراورش حرارتی با استفاده از روغن داغ سرخ کردن ‏سرخ کردن ،یکی از عملیات واحدی است که به منظور تغییر کیفیت غذا به کار می رود. ‏از مزایای سرخ کردن ،اثر حفاظتی آن است که به واسطه انهدام حرارتی میکروبها و آنزیمها و کاهش فعالیت آب در سطح غذا حاصل می شود. ‏زمان ماندگاری محصوالت سرخ شده ،بستگی به رطوبت باقیمانده در غذا پس از اتمام فراورش دارد. ‏با قرار دادن غذا در روغن داغ ،دمای سطحی به سرعت باال می رود و آب زمان الزم برای سرخ کردن غذا به موارد زیر بستگی دارد: .1نوع غذا .2دمای روغن .3روش سرخ کردن .4ضخامت قطعات غذا .5تغییر مورد نظر در کیفیت غذا دو روش مهم اقتصادی در سرخ کردن غذا متداول است: .1سرخ کردن سطحی .2غوطه ور ساختن در روغن سرخ کردن سطحی ( یا تماسی ) فراورش جهت روش این قطعاتی که نسبت سطح به حجم آنها زیاد است ،بسیار مناسب است .حرارت بیشتری در اثر رسانش گرما از کف داغ ظرف، پس از عبور از یک الیه نازک روغن ،به غذا منتقل می شود. ضخامت الیه روغن به علت نا منظم بودن سطح غذا یکنواخت نیست. سرخ کردن غوطه ور در روغن ‏در این روش ،انتقال حرارت به صورت ترکیبی از همرفت در داخل روغن داغ و رسانش به درون غذا انجام می شود. تمام قسمتهای سطح غذا در معرض حرارت یکسانی قرار می گیرند و در نتیجه رنگ و ظاهر یکنواختی پیدا می کنند. سرخ کردن به روش غوطه ور ،جهت فراورش قطعات غذا به هر شکلی مناسب است اما به هنگام خارج ساختن قطعات غیرمنتظم از ظرف،روغن بیشتری به آنها می چسبد. با قرار دادن غذا در مسیر امواج میکرو، بخشی از انرژی الکترومغناطیسی جذب و تبدیل به گرما می شود. مقدار انرژی جذب شده را با ضریب اتالف ماده تعیین می کنند. ‏غذاها معموًال دارای رطوبت زیاد و ضریب اتالف باال هستند و لذا به سرعت انرژی و حرارت را جذب می کنند. ‏نظر به اینکه توزیع انرژی در توده غذا غیر یکنواخت است ،انتقال حرارت از طریق رسانش نیز صورت می گیرد. عمق نفوذ امواج میکرو به ضریب اتالف غذا و طول موج یا فرکانس دارد: امواج بستگی  ‏x ) 2  tan  که )x(mعمق نفوذ λ(m) ،طول موج در فضا ’ε،ثابت دی الکتریک و(tan δ ’( ε”/εتانژانت اتالف ( یا ضریب اتالف یا ثابت اتالف ) است. سرعت انتقال حرارت از امواج زیرقرمز بستگی به موارد زیر دارد: دمای سطوح گرما ده و گرماگیر ویژگیهای سطح خارجی دو ماده شکل اجسام نشر کننده و دریافت کننده امواج مقدار حرارت نشر شده از یک تابنده کامل ( که به" جسم سیاه" موسوم است) با استفاده از معادله استفن-بولتسمان محاسبه می شود: ‏Q = εσAT4 ) Q ( J s-1سرعت حرارت نشر شده، ) s =5.7 ×10-8 (J s-1m-2K-4ثابت استفن – بولتسمانA (m2) ،مساحت سطح خارجی وT ) (Kدمای مطلق است. سرعت انتقال حرارت به غذا با تفاضل سرعت جذب و سرعت نشر برابر است. ) Q A(T  T 4 2 4 1 ) T1(Kدمای نشر کننده و) T2(Kدمای جاذب است. تفاوتهای عمده بین میکروموج و زیرقرمز به قرار زیر است: .1امواج میکرو در نوارهای فرکانس ویژه معینی تولید می شوند .حال آنکه گستره فرکانسهای امواج حرارتی ،گسترده تر و نامحدودتر است. .2عمق نفوذ امواج به درون غذا بستگی مستقیم به فرکانس آنها دارد ،بنابراین امواج میکرو که فرکانس پایینتری دارند بیش از امواج زیر قرمز در غذا نفوذ می کنند. .3امواج میکرو با ایجاد اصطکاک بین  .4میزان حرارت ایجاد شده توسط امواج میکرو تا حدودی به رطوبت موجود در غذا نیز بستگی دارد ،در حالی که دامنه گرمایش حاصل از تابش امواج زیر قرمز تنها به ویژگیهای سطح غذا و رنگ آن وابسته است. .5نفوذ کم عمقتر انرژی زیرقرمز ،بدین معنی است که اهمیت گرما رسانندگی غذا در گرمایش با امواج مذکور بیش از اهمیت آن در گرمایش با امواج میکرو است .گرمایش با امواج زیرقرمز محدود به سطح غذاست در حالی که امواج میکرو سراسر غذا را گرم می کنند. .6از امواج میکرو برای حفاظت غذا استفاده می شود ( مثل خشک کردن، خنک کردن خنک کردن ،نوعی عملیات واحدی است که در آن غذا را خنک کرده به دمای بینC°1- و C°8می رسانند .از این عملیات برای کاهش سرعت واکنشهای زیست شیمیایی و میکروبی و افزایش مدت ماندگاری غذاهای تازه و فراورش شده استفاده می کنند. خنک کردن ،تغییرات ناچیزی در خواص ظاهری و مواد مغذی غذا به وجود می آورد. غذاها را بر حسب دمای نگاهداری آنها به سه دسته تقسیم می کنند: -1 تا( +C°1ماهی تازه ،گوشت ،سوسیس و گوشت چرخ کرده ،گوشت و ماهی دودی ) صفر تا( +C° 5کنسرو گوشت پاستوری شده ،شیر ،خامه، ماست ،ساالدهای آماده ،ساندویچ ،محصوالت پخته شده، ماکارونی ،پیتزا ،خمیر و شیرینی ) صفر تا( +C° 8گوشت کامًال پخته ،کلوچه ماهی ،گوشت اگر عمل خنک کردن را با کنترل ترکیب نسبی هوای انبار توأم کنند ،اثر باز دارندگی بیشتری حاصل خواهد شد. ترکیب نسبی گازهای محیط را می توان به سه روش زیر تغییر داد: )1انبار کردن در فضای تحت کنترل ()CASکه غلظت گازهای اکسیژن ،کربن دی اکسید و برخی اوقات اتیلن تنظیم و تثبیت می شود. )2انبار کردن در فضای پیرایش یافته ()MAS که ترکیب نسبی گازهای فضای انبار مسدود بر اثر فعالیت طبیعی جذب و دفع اکسیژن و کربن دی اکسید توسط غذا تغییر می کند ولی امکان کنترل فرایند ناچیز است. )3بسته بندی در محفظه پیرایش یافته()MAP ( یا تزریق گاز ) که ترکیب نسبی گازهای میکروارگانیسمها را می توان بر اساس دمای الزم برای رشد آنها به سه دسته وسیع تقسیم کرد: گرما دوست اعتدال دوست سرما دوست عواملی که مدت ماندگاری غالت تازه را در سردخانه تعیین می کنند عبارتند از: .1نوع و گونه های مختلف غذا .2جزء انتخاب شده .3شرایط غالت در هنگام برداشت .4دمای اماکن توزیع و فروش .5رطوبت نسبی محیط انبار ماندگاری غذاهای سرد فراورش شده به موارد زیر بستگی دارد: نوع غذا میزان انهدام میکروبی و توقف فعالیت آنزیمی که در فراورش غذا حاصل شده است. رعایت بهداشت در حین فراورش و بسته بندی غذا موانع موجود در بسته بندی دما ،طی عملیات توزیع و انبار کردن و نگهداری در انبار انجماد انجماد نوعی عملیات واحدی است که در آن دمای غذا به زیر نقطه انجماد میرسد و قسمتی از آب تغییر حالت داده و به صورت بلور یخ در می آید . عدم تحرک ناشی از تبدیل آب به یخ و افزایش غلظت مواد در آب منجمد نشده سبب تقلیل فعالیت آب در غذا می شود . غذاهای منجمد را از نظر تجارتی به دسته های زیر تقسیم می کنند : .1میوه ها به صورت کامل یا خمیر شده و یا به شکل عصاره غلیظ .2سبزیها .3فیله ماهی و غذاهای دریایی و نیز قطعات آماده شده ماهی به شکلهای مختلف و غذاهای آماده همراه با سس .4گوشت به شکل الشه ،قطعات خردشده یا مکعبی به صورت بسته بندی و محصوالت گوشتی .5غذاهای پخته شده .6غذاهای آماده آب دارای گرمای ویژه و گرمای نهان ذوب باالیی است .بنابراین برای انجماد غذاها انرژی قابل مالحظه ای مورد لزوم است . نقطه انجماد غذا دمایی است که در آن مقدار ناچیزی از بلورهای یخ در حال تعادل با آب درون غذا قرار می گیرد . قبل از آنکه بلور یخ تشکیل شود باید هسته ای از مولکولهای آب به وجود آید .دو نوع هسته زایی موجود است : .1هسته زایی همگن .2هسته زایی ناهمگن دمایی که به ازای آن ،بلور هر یک از حل شده ها به حال تعادل با محلول پس از انجماد ،میزان افزایش حجم غذا با توجه به عوامل زیر بسیار متفاوت است : .1رطوبت موجود در غذا .2آرایش سلولی .3غلظت مواد حل شده ها .4دمای دستگاه انجماد محاسبه مدت انجماد به دالیل زیر پیچیده است : .1تفاوتهای موجود در دمای اولیه غذا . .2تفاوتهای موجود بین اندازه و شکل قطعات مختلف غذا . .3تفاوتهای موجود بین تقاط انجماد و سرعت تشکیل بلور یخ در نواحی مختلف هر قطعه از غذا . .4تغییرات چگالی ،گرما رسانندگی ، گرمای ویژه و ضریب نفوذ غذا در اثر کاهش دما . اگر قطعات غذا مکعبی شکل باشد ،مّدت انجماد محاسبه می شود : آن از رابطه زیر 2 ‏  L 1 x ‏L  ‏tf  (  ) ‏ f   a  6 h k1 24k 2  که tf(s) :مدت انجماد L(m) ،هر ضلع مکعب ، ) h(Wm-2K-1ضریب انتقال حرارت سطحی f(C) ، نقطه انجماد غذا a(C) ،دمای محیط انجماد ، ) (Jkg-1گرمای نهان تبلور (kgm-3) ،چگالی غذا ، ) x(mضخامت الیه بسته بندی k1(Wm-1K-1) ،گرما رسانندگی بسته k2(Wm-1K-1) ،گرما رسانندگی ناحیه منجمد هستند . ‏L  t f ( f   a ) Lx ‏L2  ‏h  ‏ ‏ ‏ 6 ‏ 6 ‏k 24 ‏k توان از معادله زیر ، ضریب می  ‏ حرارت را  1 انتقال2 اثر حاصل از انجماد ‏اثر مهم انجماد بر کیفیت غذا ،آسیب وارده بر سلولها به واسطه رشد بلورهای یخ است . تفاوتهای قابل مالحظه ای بین مقاومت بافتهای حیوانی و گیاهی در برابر آسیبهای ناشی از انجماد وجود دارد . گوشت ،دارای ساختار الیافی و انعطاف پذیر است که این الیاف در حین انجماد از یکدیگر جدا می شوند ولی نمی شکنند و لذا ساختار گوشت دچار آسیب جدی نمی شود . ساختار سلولی سخت تر میوه ها و سبزیها ،در اثر بلورهای یخ آسیب می بینند . ‏در انجماد سریع آسیب فیزیکی ناچیزی بر غذا وارد می شود و اختالف فشار بین خارج و داخل به وجود نمی آید. تغییرات مهمی که در حین نگاهداری غذاهای منجمد روی می دهد به قرار زیر است : .1فروپاشی رنگدانه ها .2اتالف ویتامینها .3فعالیت آنزیمی باقیمانده .4اکسایش لیپیدها بازتبلور به طور کلی تغییرات فیزیکی بلورهای یخ ( مثل تغییر شکل ،اندازه و یا جهت آنها ) باز تبلور نامیده می شود و عامل مهمی در تنزل کیفیت غذا ست .سه نوع بازتبلور در غذاها به شرح زیر صورت می گیرد: .1باز تبلور هم جرم .این پدیده سبب تغییر شکل سطحی یا ساختار داخلی می شود. .2بازتبلور یک پارچه کننده .بلورهای یخ مجاور هم به یکدیگر اتصال می یابند و سبب کاهش تعداد بلورهای موجود در غذا می شوند . .3بازتبلور مهاجرتی .در این تحول ،اندازه متوسط بلورها افزایش می یابد و از تعداد متوسط بلورها کاسته می شود . باز تبلور مهاجرتی به علت نوسانات دمای سردخانه است. نوسانات دما را به روشهای زیر به حداقل می رسانند : .1کنترل دمای سردخانه .2استفاده از درهای خودکار و پرده های بازدارنده ورود هوا به هنگام بارگیری وسائط نقلیه یخچالدار .3توزیع سریع غذا بین فروشگاه ها .4گردش و کنترل صحیح غذاهای موجود در سردخانه کیفیت غذاهای منجمد را در هر یک از مراحل تولید ،نگاهداری و توزیع ، با آزمون عمر با کیفیت باال ()HQL ارزیابی می کنند .عمر با کیفیت باال ،مدتی است که می توان غذا را تا قبل از آن که 70الی 80درصد از اعضای گروه کارشناسان ،تغییر آشکاری را در طعم آن تشخیص دهند ،نگاهداری کرد . مالحظات اساسی در آب کردن یخ غذا عبارتند از : .1پرهیز از داغ کردن غذا .2به حداقل رساندن مدت آب شدن یخ .3پرهیز از آب زدایی شدید غذا خشک کردن انجمادی و تغلیظ انجمادی در خشک کردن انجمادی و تغلیظ انجمادی اثر حفاظتی ناشی از کاهش فعالیت آب حاصل می شود .اما این امر بدون استفاده از گرما صورت می گیرد و لذا کیفیت غذایی و کیفیت ظاهری غذا آسیب کمتری می بیند .هزینه انرژی جهت سرما سازی زیاد است .در خشک کردن انجمادی ،هزینه تولید خأل جزئی نیز بر مخارج دیگر افزوده می شود. برای خشک کردن غذاهای گرانبها که دارای عطر و بافت آسیب پذیری هستند بسته بندی بسته بندی یک جزء غیر قابل تفکیک از فراورش غذاست .بسته بندی دارای دو نقش اساسی است : .1تبلیغ و معرفی غذا در محل فروش .2حفاظت از غذا در مّدت ماندگاری آن . عوامل مهمی که سبب خرابی و فساد غذا در حین نگاهداری آن می شوند ، عبارتند از : .1نیروهای مکانیکی ( ضربه ،ارتعاش ، تراکم و سایش ) .2اثرات آب و هوایی که سبب تغییرات فیزیکی یا شیمیایی در غذا می شوند ( نور ، UVبخار آب ،اکسیژن ،تغییرات از نظر بازار فروش مهمترین مالحظات عبارتند از : .1شکل و چگونگی ارائه عالمت بازرگانی بر روی بسته غذا . .2انعطاف پذیری عملیات در برابر تغییر اندازه و تغییر طراحی بسته غذا . .3انطباق یا روش توزیع و نیازمندیهای فروشنده . یک بسته غذا بایستی از نظر زیبایی شناسی جالب بوده و دارای اندازه و شکل مناسب باشد ،غذا را به خوبی نگاه دارد و دفع یا استفاده مجدد از آن به سهولت میسر شود .همچنین در طراحی بسته ها باید میزان جذب نور به وسیله یک بسته غذا از رابطه 1 R تعیین می شود : ‏I I T ‏f 1 R f Rp ‏p ‏i که I :شدت جذب نور به وسیله غذا Ii،شدت نور فرودی Tp ،جزئی از نور که از مواد مخصوص بسته بندی عبور می کند Rp ،جزئی از نور که توسط مواد بسته بندی بازتابیده می شود و Rf جزئی از نور است که kxتوسط غذا بازتابیده می ‏I t I i e شود . جزیی از نور که از مواد بسته بندی عبور می کند ، از قانون بیر – المبرت به دست می آید : خاصیت عایق بودن یک بسته را با گرمارسانندگی و قابلیت بازتابش آن تعیین میکنند .موادی که گرمارسانندگی آنها پایین است ،انتقال گرمای رسانشی را کاهش می دهند و مواد بازتابنده ،گرمای تابنده را نیز منعکس می کنند . سرعتهای انتقال رطوبت و اکسیژن ، مهمترین عوامل در تعیین مدت ماندگاری غذاهای خشک شده ،غذاهای پرچربی یا غذاهای حاوی ترکیبات حساس در برابر اکسیژن محسوب می شوند . دالیل اصلی آلودگی میکروبی غذاهای فراورش شده به قرار زیر است : .1ورود هوا و آب آلوده از طریق منافذ سوزنی به هنگام تشکیل فضای خأل فوقانی در ظروف دربسته .2سرایت آلودگی درزبندیهای حرارتی به محصول .3درزبندی ناقص و معیوب .4آسیب دیدن مواد مخصوص بسته بندی توان یک بسته برای حفظ غذا از آسیبهای مکانیکی را با کمیتهای زیر می سنجند : .1استحکام کششی .2مدول یانگ .3طویل شدن کششی .4نیروی تسلیم .5استحکام تصادمی ( نیروی الزم برای نفوذ به ماده ) مواد ویژه بسته بندی به دو دسته اصلی تقسیم می شوند : .1ظروف مخصوص حمل و نقل که جهت حفظ مواد در حین حمل و نقل و توزیع به کار می رود ( مثل جعبه های چوبی ، فلزی یا مقوایی ،صندوق ،بشکه) .2ظروف ویژه فروش ( یا واحد مصرف کننده ) که برای حفاظت و تبلیغ غذا به کار می رود و در اندازه های مناسب ، جهت فروش و نگاهئاری در منازل ارائه می شود ( مثل قوطی فلزی ،بطری شیشه ای دردار ،جعبه پالستیکی نیم نرم و سخت) قوطیهای فلزی در مقایسه با انواع دیگر ظروف از مزایای متعددی برخوردارند ،از آن جمله می توان موارد زیر را ذکر کرد : .1امکان حفاظت کامل محتویات قوطی .2مناسب بودن جهت ارائه و نگهداری غذا در شرایط محیط .3عدم امکان دستکاری محتویات قوطیهای سه تکه قوطیهای بهداشتی سه تکه ،متشکل از بدنه و دو قطعه انتهایی هستند که جهت بسته بندی محکم و غیرقابل نفوذ غذاهای عقیم شده حرارتی و نیز گردها ،عصاره ها و روغنهای خوراکی که فراورش حرارتی نشده اند ،به کار می روند .این قوطیها از جنس فوالد هستند که سطوح داخلی و خارجی آنها را از طریق برقکافت ،با الیه نازکی از قلع پوشش داده اند . قوطیهای دو تکه قوطیهای آلومینیومی دو تکه را با فرایند کشش و نازک کردن جدار ( )DWIیا فرایند کشش و بازکشش ( )DRDمی سازند .جدار قوطیهای تولید شده به روش ، DWIنازکتر است . تغییراتی که در طراحی اساسی قوطیهای دوتکه به عمل آمده است عبارتند از : .1تقلیل قطر دهانه قوطی که سبب شکیلتر شدن آن می شود ،چیدن و ردیف کردن قوطیها را تسهیل می کند و موجب صرفه جویی در مصرف فلز می شود . .2تعبیه حلقه های کشیدنی یا درپوشهایی که به آسانی و به طور کامل باز می شوند ،جهت رفاه بیشتر مصرف کننده . .3استفاده از کامپیوتر در چاپ و طراحی و به کار بردن مرکبهای ضد سایش ،امکان چاپ بر روی فلز را پیش از شکل گیری قوطی میسر می ظروف شیشه ای از مزایای زیر برخوردارند : .1در برابر رطوبت ،گاز ،بو و میکروبها غیر قابل نفوذند . .2موادی خنثی هستند ،با مواد غذایی واکنش نمی دهند و در آنها نفوذ نمی کنند . .3سرعت پرکردن ظروف شیشه ای از قوطیهای فلزی بیشتر است . .4اگر کامًال مسدود باشند ،جهت فراورش حرارتی مناسب اند . .5در برابر امواج میکرو شفاف اند . .6از قابلیت استفاده مجدد و برگشت به چرخه تولید برخوردارند . .7قابلیت درزبندی مجدد دارند . .8شفاف اند و محتویات آنها قابل رؤیت است . .9می توان آنها را به شکلها و رنگهای متنوع قالب گیری کرد . معایب ظروف شیشه ای عبارتند از : .1وزن بیشتر که منجر به افزایش هزینه حمل و نقل ،در مقایسه با انواع دیگر بسته بندی می شود . .2مقاومت کمتر ،در مقایسه با مواد دیگر ،در برابر شکستگی ،خراش و ضربه حرارتی . .3یکنواختی کمتر ابعاد ظروف شیشه ای نسبت به سایر ظروف . .4خطرات جدی ناشی از وجود تکه یا خرده شیشه در غذا . فیلمهای انعطاف پذیر ماده بسته بندی انعطاف پذیر ،به هر نوع ماده ای که سخت نباشد قابل اطالق است .اٌم ا عنوان فیلم انعطاف پذیر را معموًال فقط در موردمواد غیر الیافی که ضخامت آنها کمتر از mm 0.25 باشد به کار می برند .به طور کلی ،فیلهمای انعطاف پذیر از خواص زیر برخوردارند : .1بهای آنها نسبتًا کم است . .2بازدارنده قوی رطوبت و گاز هستند . .3از قابلیت درزبندی حرارتی برخوردارند. .4جهت پرکردن سریع مناسب اند . .5از استحکام خشک و مرطوب برخوردارند . .6برای چاپ مناسب اند . .7انتقال آنها ساده است . .8وزن ناچیزی دارند . .9به راحتی شکل خارجی غذا را به خود می گیرند و مهمترین انواع فیلمهای مناسب برای بسته بندی غذا : .1سلولوز .2پلی پروپیلن .3پلی استر .4پلی وینیلیدن کلرید فیلمهای پوشش دار فیلمها را با بسپارهای مختلف یا آلومینیوم اندود میکنند تا از قابلیت درزبندی حرارتی برخوردار شوند یا خاصیت بازدارندگی آنها افزایش یابد . اندود وینیل کلرید یا وینیل استات ،بر روی سلولوز ،فیلم را که دارای تراوایی متوسطی است ،محکمتر می کند .ماده حاصل ،سخت ،قابل کشش و در برابر هوا ،دود و رطوبت تراواست . ظروف سخت و نیمه سخت ظروف سخت و نیمه سخت را از یک بسپار تهیه می کنند .مزایای عمده این ظروف در مقایسه با ظروف شیشه ای و فلزی به قرار زیر است : .1در برابر خوردگی مقاومترند . .2وزن کمتری دارند که سبب حداکثر 40 درصد صرفه جویی در هزینه های حمل و نقل و توزیع میشود . .3تولید انها در دمای پایینتری ،در مقایسه با ،صورت میگیرد و لذا انرژی شیشه کمتری به مصرف میرسد . .4قالب گیری آنها دقیق است و به شکلهای مطلوب انعطاف پذیر در می آیند . .5محکم و نشکن اند و دربندی آنها ساده ظروف سخت و نیمه سخت به شش روش مختلف تولید می شوند : .1شکل دهی گرمایی .2قالب گیری دمشی .3قالب گیری تزریقی .4قالب گیری دمشی تزریقی .5قالب گیری دمشی روزن رانی .6قالب گیری دمشی کششی کاغذ ‏خمیر کاغذ را از خرده های چوب به کمک آبکافت با اسید یا قلیا تهیه می کنند . ‏از آبکافت قلیایی ،خمیر سولفاته و از آبکافت اسیدی ،خمیر سولفیته حاصل می شود . ‏خمیر سولفاته جهت تهیه کاغذ کرافت به کار می رود .این نوع کاغذ ،محکم است و از آن در تولید کیسه های چند الیه مخصوص آرد ،شکر ،میوه و سبزی استفاده می کنند . ‏کاغذ سولفیته ،سبکتر و ضعیفتر از کاغذ سولفاته است .از آن در تهیه پاکتهای سبزی و آب نبات استفاده می کنند و به عنوان الیه داخلی در بسته های بیسکویت به کار می برند و نیز در تولید ورقه های چندال به مصرف می رسانند . کاغذ ضد چربی را از خمیر سولفیته که در آن الیاف سلولوز با شدت بیشتری کوبیده شده و ساختار متراکمتری پیدا کرده است ،تهیه می کنند . ‏گالسه ( کاغذ براق ) نوعی کاغذ سولفیته ضد چربی است که سطح آن را به وسیله غلتکهایی کامًال براق میکنند . این کاغذ به حالت خشک در برابر آب مقاوم است ولی به محض مرطوب شدن ،مقاومت خود را از دست می دهد. کارتنهای مقوایی چندال از مقواهای چند الیه متشکل از پلی اتیلن سبک – آلومینیم – سورلین – پلی اتیلن سبک ،جهت بسته بندی غذاهای عقیم شده در دماهای بسیار باال استفاده می کنند . کارتنهای مقوایی چندال دارای مزایای زیر هستند : .1نشکن اند . .2نیاز به برچسب یا درپوش اضافی ندارند . .3تولید آنها با انرژی کمتری صورت می گیرد .4در مقایسه با شیشه و فلز وزن بسیار کمتری دارند . .5بازکردن و انهدام آنها از قوطیهای فلزی آسانتر است . چاپ مرکبهای چاپ ویژه کاغذها و فیلمها شامل یک رنگ است که در مخلوطی از حاللهای مختلف پراکنده شده و یک رزین که برای ایجاد جال به کار می رود .مرکب ،ممکن است محتوی مواد پوشش دهنده و نرم کننده نیز باشند . سه روش مختلف برای چاپ فیلم و کاغذ متداول است : .1چاپ فلکسوگرافیک .2چاپ کلیشه ای ( گراوری ) .3لیتوگرافی افست کد گذاری بر روی بسته هایی که برای فروش عرضه می شوند شماره رمزی چاپ می شود که به وسیله پرتو لیزر در محلهای فروش فروشگاههای بزرگ قرائت می گردد .این شماره ها امکان بررسی موجودی انبار و سفارشهای جدید را تسهیل می کند و از زدن برچسب قیمت و تهیه صورت حسابهای جداگانه ممانعت به عمل می آورد .