Поглощение воды и набухание
Картофель содержит около 75% воды и 25% сухих веществ. Количество воды в нормальном картофеле вполне достаточно для растворения крахмала. Поэтому дополнительный расход воды при разваривании необходим лишь при переработке подвяленного или мерзлого картофеля, потерявшего часть естественной влаги от испарения или вымораживания. При запаривании картофеля имеется в виду лишь нагревание его до температуры 60—70°.
Клубень картофеля состоит из рыхлой и сочной ткани, составленной из тонкостенных клеток большого размера. Снаружи он покрыт тонкой кожурой. Поэтому тепло легко проникает в середину клубня. Основной задачей запаривания является равномерное распределение пара и одинаковое подогревание всех клубней, находящихся в предразварнике.
Влажность зерновых материалов не превышает обычно 15—20%. Этого количества воды явно недостаточно для растворения крахмала и других составных частей зерна. Сухое зерно снаружи защищено несколькими инкрустированными минеральными веществами, эластичными оболочками и пленками. Поэтому вода и особенно тепло проникают внутрь зерна довольно медленно. Чем крупнее и крепче структура зерна, тем больше требуется времени для его набухания и прогревания. В силу этих свойств процесс поглощения воды и прогревания массы зерна имеет большое значение для последующего разваривания.
От взаимодействия с водой крахмала, белков, клетчатки и других веществ происходит не только смачивание поверхности частиц, но и проникновение воды внутрь частиц. При этом вода как бы расклинивает и расшатывает частицы, нарушая их компактное строение, а также окружает их жидкой оболочкой.
Скорость диффузии воды зависит от размеров промежутков в сцеплениях частиц. Если силы сцепления между частицами невелики, то происходит их разрыв, что приводит к дезагрегации и пептизации вещества в воде. Если же эти силы больше сил расклинивающего действия воды, то частицы лишь набухают и сохраняют свою целость. Последний случай соответствует так называемому ограниченному набуханию, в отличие от неограниченного, когда вещество растворяется в воде. При ограниченном набухании значительно увеличивается объем за счет поглощения воды коллоидными веществами.
При соприкосновении зерна с водой вода стремится проникнуть внутрь зерна, преодолевая сопротивление наружных клеток. Как и всякий осмотический процесс, скопость диффузии воды будет тем больше, чем выше ее температура и чем меньше влаги содержится в зерне, те чем оно суше. Впитываемая зерном вода извлекает некоторое количество легкорастворимых веществ, вследствие чего нарушается связь между клетками и они теряют свою прочность.
При кипячении под атмосферным давлением вода наиболее интенсивно поглощается зерном в первые 15 минут. В течение этого срока влажность зерна достигает 50—60%. Особенно быстро набухание происходит при нагревании под давлением. Следует также, что продолжительность набухания во многом зависит от величины и прочности зерна. Ячменное зерно полностью насыщается водой при температуре 100° за 2 часа, кукурузное же зерно в этих условиях насыщается лишь за 15 часов.