Введение

Область прикладных физических наук.

Инженерное дело в области пищевой промышленности – это научная, академическая и профессиональная область, которая интерпретирует и применяет принципы инженерии, науки и математики к производству и переработке пищевых продуктов, включая их обработку, производство, транспортировку, хранение, консервирование, контроль качества, упаковку и дистрибуцию. Благодаря своей опоре на пищевую науку и более широкие инженерные дисциплины, такие как электротехника, машиностроение, строительство, химическая, промышленная и сельскохозяйственная инженерия, пищевое инженерное дело считается междисциплинарной и узкоспециализированной областью.

История

Хотя пищевая инженерия – относительно новая и развивающаяся область знаний, она опирается на давно устоявшиеся концепции и виды деятельности. К более конкретным традиционным видам деятельности относятся обезвоживание и концентрирование продуктов, защитная упаковка, консервирование и сублимационная сушка. Развитие пищевых технологий во многом было обусловлено и ускорено войнами и длительными путешествиями, включая космические миссии, где продукты длительного хранения и высокой питательной ценности были жизненно необходимы для выживания. Этот процесс особенно заметен при переработке молока, производных крахмала, кофе, фруктовых соков, овощных пюре и концентратов, приправ, соусов, сахара и растительного масла. Испарение также используется в процессах обезвоживания продуктов. Цель обезвоживания – предотвратить рост плесени в пищевых продуктах, которая развивается только в присутствии влаги.

Энергия для пищевой промышленности

Для повышения устойчивости пищевой промышленности необходима энергоэффективность и рекуперация вторичного тепла. Замена традиционных энергоемких пищевых процессов новыми технологиями, такими как термодинамические циклы и нетермические методы нагрева, открывает дополнительные возможности для снижения энергопотребления, сокращения производственных издержек и повышения устойчивости производства продуктов питания.

Передача тепла при переработке пищевых продуктов

Теплопередача играет важную роль в переработке практически всех коммерчески производимых пищевых продуктов и необходима для сохранения гигиенических, питательных и органолептических свойств продуктов питания. Методы теплопередачи включают индукцию, конвекцию и излучение. Эти методы используются для изменения физических свойств пищи при замораживании, выпечке или жарке во фритюре, а также при применении охмического нагрева или инфракрасного излучения. Эти инструменты позволяют инженерам-технологам пищевой промышленности внедрять инновации в разработку и преобразование пищевых продуктов.

Системы управления безопасностью пищевых продуктов (СУБП)

Система управления безопасностью пищевых продуктов (СУБП) – это "систематический подход к контролю опасностей, связанных с безопасностью пищевых продуктов, на предприятии с целью обеспечения безопасности продукта для употребления". В некоторых странах СУБП является обязательным требованием законодательства, которое обязывает все предприятия пищевой промышленности внедрять и поддерживать СУБП, основанную на принципах анализа рисков и критических контрольных точек (HACCP). Стандарт ISO 22000 устанавливает требования к СУБП.

Трехмерная печать пищевых продуктов

Трехмерная печать, также известная как аддитивное производство, – это процесс создания трехмерных объектов на основе цифровых файлов. В пищевой промышленности 3D-печать продуктов питания используется для послойной обработки пищевых материалов с помощью компьютерного оборудования. Процесс 3D-печати пока что медленный, но постоянно совершенствуется с целью снижения затрат и времени обработки. Среди успешно напечатанных продуктов питания: шоколад, сыр, глазурь для тортов, индейка, пицца, сельдерей и другие. Эта технология непрерывно развивается и обладает потенциалом для производства экономически выгодных, энергоэффективных продуктов питания, обеспечивающих питательную ценность, безопасность и разнообразие.

Биосенсоры

Биосенсоры могут использоваться для контроля качества в лабораториях и на различных этапах переработки пищевых продуктов. Технология биосенсоров – один из способов, с помощью которого фермеры и производители продуктов питания адаптировались к растущему во всем мире спросу на продовольствие, поддерживая при этом высокое качество производства и продукции. Более того, поскольку миллионы людей страдают от заболеваний, передающихся с пищей, вызванных бактериями и вирусами, биосенсоры становятся важным инструментом для обеспечения безопасности пищевых продуктов. Они помогают отслеживать и анализировать качество продуктов питания на протяжении всей цепочки поставок: при переработке, транспортировке и реализации. Биосенсоры также могут использоваться для обнаружения генетически модифицированных организмов (ГМО) и регулирования продукции, содержащей ГМО. С развитием технологий, таких как нанотехнологии, качество и возможности биосенсоров постоянно совершенствуются. В некоторых учебных заведениях образование в области пищевой инженерии предлагается в виде специализаций, углубленного изучения или дополнительных дисциплин. Студенты, обучающиеся по направлению «Пищевая инженерия», получают междисциплинарную подготовку в таких областях, как математика, химия, биохимия, физика, микробиология, питание и право. Пищевая инженерия продолжает развиваться как область знаний, а учебные программы постоянно совершенствуются. Будущие программы по пищевой инженерии будут меняться в связи с текущими вызовами в пищевой промышленности, включая биоэкономику, продовольственную безопасность, рост населения, безопасность пищевых продуктов, изменение пищевых привычек, глобализацию, изменение климата, стоимость энергии, изменения в цепочке создания стоимости, цены на ископаемое топливо и устойчивое развитие. Инженеры-технологи пищевой промышленности сталкиваются с задачей поиска устойчивых способов производства, чтобы адаптироваться к растущему населению.

Здоровье человека

Инженеры-технологи пищевой промышленности должны адаптировать пищевые технологии и процессы к современной тенденции потребителей в сторону употребления здоровой и питательной пищи. Для обеспечения продуктов питания такими качествами и во благо здоровья человека, инженеры-технологи должны совместно работать со специалистами из других областей, таких как медицина, биохимия, химия и маркетинг. Необходимо разрабатывать новые технологии и практики для увеличения производства продуктов, оказывающих положительное воздействие на здоровье человека.