Подготовка воды для производства хлебобулочных изделий

Влияние методов обработки на свойства и структуру воды. Требования к качеству воды, используемой в технологии хлебобулочных изделий. Определение свойств воды, обработанной методом плазмохимической активации. Описание схемы установки плазменной активации.
Краткое сожержание материала:

7

Введение

Вода представляет собой важнейшее химическое соединение, определяющее возможность существования жизни на Земле вообще и человека в частности. Как ни удивительно, но вода до сих пор остается наиболее малоизученным веществом Природы. Вода - это, на первый взгляд, простое химическое соединение водорода и кислорода. Но на самом деле, вода - основа жизни на Земле.

Доступность и незаменимость воды обусловила ее широкое применение в быту, промышленности и сельском хозяйстве, медицине -- во всех сферах человеческой деятельности. Трудно вспомнить, где вода не применяется.

На сегодняшний день острой является проблема экологической обстановки во всем мире. И в связи с этим все большее внимание и обеспокоенность вызывает качество питьевой воды, ее чистота и использование в пищевых производствах. Поэтому особый интерес вызывает разработка современных и эффективных способов очистки и обеззараживания воды.

Эта проблема является актуальной, так как от качества воды и другого сырья зависит микробиологическая чистота и безопасность продуктов питания, что непосредственно связано со здоровьем людей в современных условиях. Также важным является вопрос структуры и свойств воды, поскольку вода является растворителем, определяет протекание необходимых химических реакций и влияет на ход технологических процессов.

К числу факторов, приводящих к изменению структуры и свойств воды, относятся различные излучения и поля (электрические, магнитные, гравитационные и другие еще не достаточно изученные, в частности, связанные с биоэнергетическим воздействием человека и взаимным влиянием друг на друга разделенных порций жидкости), механические воздействия (перемешивание разной интенсивности, встряхивание, течение в различных режимах и т.д.), а также их всевозможные сочетания.

В производстве хлеба, как главном продукте питания, предпринимались попытки очистки и изменения свойств воды под воздействием различных факторов физической природы таких, как: термообработка, дегазация, ультрамикрокавитация, ионизация воды серебром, оптические воздействия, электромагнитные поля, поле токов СВЧ, электрохимическая обработка, озонирование, мембранная фильтрация, обратный осмос и т.д.

Известно, что вода обладает структурно-информационными свойствами, воспринимает и передает информацию, закладываемую в ее структуру (межмолекулярные образования - ассоциаты, кластеры, клатраты), благодаря взаимодействию с различными физическими воздействиями.

Внешние физические воздействия на водные системы приводят к эффекту активации - временному сообщению воде особых свойств, которые могут сохраняться в течение некоторого времени. Переход воды в нормальное (равновесное) состояние происходит постепенно.

В настоящий момент актуальной является тема обработки воды специальными методами, позволяющими эффективно очищать, обеззараживать воду и изменять ее свойства таким образом, чтобы обработанная вода могла оказывать улучшающее воздействие на свойства полуфабрикатов и качество готовых хлебобулочных изделий, позволяла изменять и корректировать ход технологического процесса.

1. Обзор литературы

1.1 Влияние различных методов обработки на свойства и структуру воды

По словам Зенина, вода состоит из кластерных ячеек, каждая из которых представляет собой как бы миниатюрный биокомпьютер. Основная задача - активировать воду, где суть активации воды в независимости от способа активации заключается в разрушении кластерных структур для насыщения воды мономолекулами. Так что суть активации воды заключается в том, чтобы насытить воду мономолекулами любым известным способом, сделав ее пригодной для непосредственного использования в биохимических реакциях без затраты организмом энергии и времени на получение необходимого количества мономолекул воды для этой цели. А дело в том, что вода - это ассоционная жидкость, в ней молекулы воды объединены в группы - как бы кристаллы, которые называются кластеры, а отдельных молекул практически нет (рис. 1).

Рисунок 1 - Структура жидкой воды в модели мерцающих кластеров Френка-Вина

Вода имеет необычные свойства, а именно вода в химических реакциях и биохимических процессах играет роль транспортного средства или, как говорят специалисты, реакция идет в диссоциированном растворе. Известно много способов насыщения воды мономолекулами, например, это переход из твердого состояния в жидкое - таяние льда, такую воду называют талой, насыщение газом с последующей дегазацией воды -минерализованные воды (газировка), нагрев воды до начала дегазации белый кипяток с последующим быстрым охлаждением, воздействие ультразвуком большой силы и, наконец, воздействие магнитным полем. Во всех этих случаях получаем воду, в которой содержится большое количество молекул в свободном (несвязанном) состоянии за счет изменения ее структуры.

Исследователей все больше привлекают структурно-информационные свойства воды, связанные с понятиями «структурная и спектральная память» воды, «аквакоммуникация», отражающие способность воды воспринимать, передавать и сохранять информацию.

Естественно, что изменение структурно-информационных характеристик воды приводит к изменению ее различных свойств: физико-химических (плотности, вязкости, поверхностного натяжения, электропроводимости, внутренней энергии, растворяющей способности, склонности к переохлаждению, а также формы кристаллов замороженной воды и кристаллов веществ, полученных испарением воды из растворов), спектральных, химической реакционной способности вследствие возникновения различных молекулярных образований в воде. Структурно-информационные характеристики зависят от наличия концентрации и структуры межмолекулярных образований и состояния межмолекулярной сетки из водородных связей, объединяющей их.

Электрохимическая активация воды

Для очистки питьевой воды от различных растворимых и диспергированных примесей применяют процессы анодного окисления и катодного восстановления, электрокоагуляции, электрофлотации и электродиализа. Все эти процессы протекают на электродах при пропускании через воду постоянного электрического тока. Электрохимические методы позволяют извлекать из воды ценные продукты при относительно простой автоматизированной технологической схеме очистки, без использования химических реагентов. Основным недостатком этих методов является большой расход электроэнергии.

Очистку питьевой воды электрохимическими методами можно проводить периодически или непрерывно.

Технология очистки состоит из нескольких стадий, разделенных во времени и пространстве:

- в электрохимическом реакторе - анодное окисление обеспечивает уничтожение микроорганизмов и деструкцию вредных органических соединений, а катодное - восстановление (нейтрализацию) ионов тяжелых металлов;

- каталитический реактор - обеспечивает каталитическое разложение активных веществ, например хлора;

- флотационный реактор - флотационное отделение взвешенных веществ, гидроксидов тяжелых металлов, в том числе железа [1].

Способ электрохимической обработки водосодержащих сред заключается в том, что в емкости размещают электроды в виде разнесенных между собой анода и катода, разделяют межэлектродное пространство пористой диафрагмой, подают воду в межэлектродное пространство и пропускают через электроды постоянный ток, затем выводят обработанную водосодержащую среду отдельно из пространства между анодом и диафрагмой и из пространства между катодом и диафрагмой. При пропускании через электроды постоянного тока водосодержащую среду в пространстве между анодом и катодом облучают мощными наносекундными однополярными электромагнитными импульсами.

Цель - повышение эффективности активации для обеспечения большей устойчивости свойств активированной водосодержащей среды [25].

Электрохимически активированные растворы получают путем обработки исходных водных разбавленных растворов минеральных солей или воды в катодной или анодной камерах диафрагменного электрохимического реактора.

Раствор, полученный при катодной обработке, называется католитом, при анодной - анолитом.

Термины "вода" и "растворы" здесь тождественны. В природе не бывает совершенно чистой воды, поэтому даже дистиллят можно считать очень разбавленным раствором.

Воду любого минерального состава и концентрации можно подвергнуть анодной или катодной электрохимической обработке и получить электрохимически модифицированный раствор - анолит или католит соответственно.

Изменение физико-химических свойств и биологической активности воды в результате электрохимической обработки происходит под воздействием электрического тока, который в проводниках первого рода (металлических проводах, электродах) переносится электронами, а в проводниках второго рода (растворах электролитов, в т.ч. воде) - ионами.

Поступление электронов из катода в воду также как и удаление электронов из воды в анод сопровождается целой серией электрохимических реакций на поверхности катода и анода.

В результате этих реакций образуются новые вещества. Изменяется вся система межмолекулярных взаимодействий, в том числе изменяется и структура воды, как растворителя.

Свойства воды, подвергнутой электрохимической обработке определяются составом минеральных солей в исходной воде, а также видом и...