Способ тепловой обработки пищи и устройство для его осуществления
METHOD OF HEAT TREATMENT OF FOOD AND DEVICE FOR IMPLEMENTATION THEREOF

Изобретение относится к способу тепловой обработки продуктов и устройству для реализации данного способа и может быть использовано в быту для приготовления мясных, рыбных блюд, каш, овощных гарниров и т.д. Более конкретно изобретение относится к процессам приготовления пищи при низких температурах, не превышающих 100°С, в устройстве, не требующем постоянного контроля за приготовлением и обеспечивающим заметное улучшение диетических свойств и качества многих продуктов питания.
Качество, вкусовые особенности и польза еды зависят от технологии приготовления. При тепловой обработке в продуктах происходят сложные структурно-механические и физико-химические изменения, обуславливающие их кулинарную готовность. На практике о кулинарной готовности продуктов судят по органолептическим показателям (консистенции, вкусу, запаху, цвету) и соответствующей температуре. Ко всем видам тепловой обработки предъявляются определенные требования, которые предусматривают максимальную сохранность биологической ценности продуктов. Органолептические свойства продукта определяются способом его приготовления.
Известны способы тепловой обработки (тушение, запекание, обжарка вареных продуктов), которые надежно освобождает продукты от содержащейся микрофлоры, а продукты приобретают высокие органолептические свойства. Однако нарушение режима тепловой обработки может вызвать нежелательные изменения в продуктах: при недостаточной тепловой обработке может сохраниться высокая обсемененность микроорганизмами, а при высокой - появление неприятного запаха и вкуса, несвойственного данному продукту, снижение биологической ценности за счет чрезмерного разрушения витаминов, белка и других пищевых веществ.
Медленное приготовление на низких температурах, оказывает менее разрушающее воздействие на волокна пищи, в отличие от быстрого приготовления при высокой температуре.
Так, диетическую пищу готовят при температуре не выше 100°С, например, на пару. Блюдо никогда не подгорит, готовится равномерно и не требует помешивания и переворачивания. Продукты, приготовленные по такой технологии, хорошо усваиваются организмом, в них сохраняются многие питательные вещества, которые при варке или жарении просто пропадают.
Недостатком приготовления продуктов на пару является то, что, из-за потери сока, паровое мясо и рыба кажутся невыразительными на вкус. Кроме того, для приготовления на пару не подходят продукты, которые требуют длительной тепловой обработки (например, крупные куски мяса).
Известен способ приготовления продуктов в вакууме (технология Су-вид) при низкой температуре (47-80)°С в течение продолжительного времени. Продукты запечатываются в специальный пластиковый пакет, из которого откачивается воздух, после чего готовятся в воде, температура которой обычно не превышает 70°С. Вода не соприкасается с продуктом и не вымывает из него ароматные соки, а, следовательно, еда остается такой же вкусной, как при запекании, т.е. продукт не теряет во время термической обработки своей пищевой ценности. Главный недостаток такого способа заключается в том, что продукты готовятся в специальном оборудовании (водяные печи или погружные термостаты). Емкость или кастрюля, в которую погружается термостат, имеет открытый контакт с окружающей средой, что в свою очередь вызывает большие потери тепла и испарения воды. Кроме того, для этой технологии требуется вакууматоры (вакуумная упаковочная машина или вакуумный упаковщик) и вакуумные пищевые пакеты для продуктов - не каждый вакуумный пакет для еды подойдет, так как он применяется не только для хранения пищи в вакууме, но и для их последующей тепловой обработки при постоянной низкой температуре от 57°С до 85°С, пакеты должны отвечать всем требованиям санитарной гигиены и безопасности, которых требует технология приготовления Су-вид. Кроме того, вакуумные пакеты — это расходный материал. (Патент №2631171 RU, МПК7 A47J 27/10).
Известен способ тепловой обработки пищевых продуктов в устройстве, представляющем собой печь камерного типа с ИК-излучением. Печь состоит из корпуса с изоляцией, рабочей камеры, смотрового окна из жаропрочного стекла для наблюдения за готовностью продукта, верхних ИК-излучателей, установленных в устройстве для регулирования его положения, нижних ИК-излучателей, установленных стационарно, пода, установленного в пазы, встроенные на боковых стенках рабочей камеры, для фиксации расстояния от излучателей продукта до объекта, регулятора режимов или регулятора напряжения подачи мощности (Патент №2304884 RU, МПК A23L 1/025 (2006.01), A47J 37/00 (2006.01), F24C 15/00 (2006.01), Н05В 6/00 (2006.01). Этому методу так же присущи недостатки: тонкие изделия готовятся идеально, толстые хуже (продукт прогревается неравномерно) и с большими затратами энергии. Такой способ обработки применим преимущественно для тонкослойных изделий, и за процессом приготовления требуется контроль.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению относится способ тепловой обработки пищи и устройство для его осуществления, а именно, печь, где используется одна или несколько кварцевых вольфрамовых ламп, либо кварцевых дуговых ламп, пригодных к получению 1,5 кВт лучистой энергии, значительная доля которой является световой энергией с длиной волны от 0,4 до 0,7 мкм, падающей непосредственно на продукт питания. Благодаря сочетанию инфракрасного глубокого проникающего излучения с интенсивным видимым излучением внутри продукта питания создается температурный градиент, при котором температура поверхности продукта выше, чем внутри, что приводит к очень быстрому приготовлению продукта. Источники света могут размещаться сверху и снизу продукта питания, а внутренние стенки печи должны быть желательно высоко отражающими для отражения световой энергии на продукт. Интенсивность источника видимого света может автоматически регулироваться и варьироваться на протяжении цикла приготовления пищи. (Патент, RU N 2065550 С1, МПК F24C 7/04(1995.01).
Недостатком прототипа является необходимость тщательно следить за быстрым процессом приготовления пищи, чтобы получить качественно приготовленный продукт.
Для того чтобы обеспечить хорошие диетические свойства приготовленной пищи, необходимо поддерживать температуру разогрева всей массы продукта (не превышающую 100°С) с высокой точностью.
Целью предлагаемого способа низкотемпературной тепловой обработки продуктов и устройства для его осуществления является повышение точности задания максимальной температуры разогрева всей массы продукта и улучшения за счет этого диетических и органолептических свойств пищи, а также уменьшение контроля за процессом ее приготовления.
Указанная цель достигается тем, что тепловая обработка пищи осуществляется в устройстве, включающем замкнутую теплоизолированную камеру со светоотражающей металлической поверхностью, вверху внутри камеры установлен первый источник нагрева, представляющий собой две вольфрамовые галогеновые лампы, соединенные последовательно для понижения температуры нити накаливания и увеличения доли излучения в ближней ИК области с длиной волны 0,7-1,0 мкм, под дном камеры установлен второй источник нагрева, при этом между вторым источником нагрева и дном камеры расположена плотно прилегающая ко дну камеры теплопроводящая пластина, обеспечивающая с помощью блока управления нагрев продукта не выше 100°С.
Камера выполнена в виде встраиваемого модуля в многосекционный теплоизолирующий каркас, сложенный из кирпича, причем стенки камеры выполнены в форме короба и обеспечивают воздушный зазор между стенкой и кирпичной кладкой для улучшения теплоизоляции.
Способ тепловой обработки пищи с использованием устройства характеризующийся тем, что продукт помещают в емкость с прозрачной для инфракрасного и видимого излучения крышкой, емкость устанавливают на дно камеры и производят нагрев продукта до температуры, не превышающей 100°С, при этом включение и выключение источников нагрева осуществляют блоком управления.
Для достижения заданной температуры нагрева продукта первый источник нагрева имеет максимальную мощность 250 Вт, при этом скважность выключения первого источника соответствует:
- для температуры 100°С:
при объеме камеры 70 л - 25%, при объеме камеры 50 л - 40%;
- для температуры 75°С:
при объеме камеры 70 л - 55%, при объеме камеры 50 л - 75%.
Для исключения локального перегрева продукта второй источник нагрева имеет максимальную мощность 500 Вт.
Мощность излучения первого источника нагрева ограничивается с помощью его временного отключения таким образом, чтобы компенсировать все тепловые потери печи. В этом случае температура теплопроводящей пластины под дном камеры поддерживается равной требуемой температуре разогрева продукта.
Достоинством этого способа приготовления пищи и устройства для его осуществления являются двусторонний, а значит более равномерный, прогрев, исключение участия воздушной среды, возможность приготовления любых блюд за счет точности задания максимальной температуры разогрева всей массы продукта и глубокого проникновения энергии в продукт, улучшение диетических и органолептических свойств пищи, уменьшение контроля за процессом приготовления. Такой способ низкотемпературной тепловой обработки в предлагаемом устройстве для приготовления пищи надежно освобождает продукты от содержащейся микрофлоры, продукты приобретают высокие органолептические свойства.
Способ и устройство, в котором осуществляется тепловая обработка пищи, поясняется рис. 1, где цифрами обозначено:
1. Камера с внутренней светоотражающей металлической поверхностью;
2. Источник инфракрасного излучения;
3. Источник нагрева за счет теплопроводности;
4. Теплопроводящая пластина с датчиком температуры;
5. Блок управления нагревателями (процессор);
6. Теплоизолирующий каркас (многосекционный);
7. Светоотражатель;
8. Зазор (воздушный);
9. Защитное стекло.
Устройство работает следующим образом: Камера поз. 1 вставляется в секцию теплоизолирующего каркаса поз. 6. Между внешним корпусом теплоизолирующего каркаса поз. 6 и стенками камеры поз. 1, выполненными в виде короба, имеется теплоизоляционный слой (воздушный зазор) поз. 8.
Продукт помещается в емкость с прозрачной для инфракрасного и видимого излучения крышкой (кварц, стекло) и устанавливается на дно камеры поз. 1, внутренние стенки, которой представляют собой светоотражающие металлические поверхности, способные отражать широкий диапазон длин волн излучения без поглощения тепла.
При включении блока управления поз. 5, от верхнего нагревателя поз. 2 направленная энергия инфракрасного и видимого излучения, а также часть энергии отраженной от стен камеры поз. 1 излучается на приготовляемый продукт, снизу производится нагрев продукта от второго нагревателя поз. 3, через теплопроводящую пластину поз. 4 до требуемой температуры разогрева продукта. В качестве первого источника нагрева поз. 2 используются две вольфрамовые галогеновые лампы с максимальной мощностью 250 Вт. Лампы соединены последовательно с целью понижения температуры нити накаливания и увеличения доли излучения в ближайшей инфракрасной области с длиной волны 0,7-1,0 мкм. Второй источник нагрева поз. 3, за счет теплопроводности, имеет максимальную мощность 500 Вт. Температура теплопроводящей пластины поз. 4, плотно прилегающей к дну камеры поз.1, поддерживается с помощью блока управления поз. 5, равной требуемой температуре разогрева продукта. Мощность излучения первого источника нагрева поз. 2 ограничивается с помощью его временного отключения таким образом, чтобы компенсировать все тепловые потери. Скважность выключения первого источника для температуры 100°С при объеме камеры 70 л составляет 25%, при объеме камеры 50 л - 40%, а для температуры 75°С при объеме камеры 70 л - 55%, при объеме камеры 50 л - 75% соответственно. Включение и выключение нагревателей запрограммировано таким образом, чтобы температура в центре приготавливаемой пищи, например, мясо, кура, индейка, достигалось за заданное время. Устройство, камера, после приготовления продукта, остается на подогреве (температура внутри камеры равна 70°С). Потребление энергии при таком режиме ожидания не высокое. Для правильного задания режима нагрева при приготовлении различных блюд, в блок управления встроен микропроцессор (запоминающее устройство), позволяющее выбрать необходимую программу. Продукты питания большой массы и толщины идеально готовятся в предлагаемом устройстве.
К примеру, готовность продуктов в минутах, в камере объемом 70 литров составляет:
Такой способ низкотемпературной тепловой обработки продуктов (не выше 100°С), в предлагаемом устройстве, оказывает менее разрушающее воздействие на волокна пищи, продукты не теряют во время термической обработки своей пищевой ценности и приобретают высокие органолептические свойства, кроме того, не требуется постоянного контроля за технологией приготовления пищи и качеством готовых блюд. Предлагаемое изобретение может быть использовано для приготовления «здоровой», качественной пищи в виде мясных, рыбных блюд, каш, овощных гарниров и т.д.