ОХЛАЖДЕНИЕ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

Охлаждение пищевых продуктов – это процесс отвода теплоты от пищевых продуктов с понижением их температуры до криоскопической или близкой к ней. Криоскопическая температура – это температура начала замерзания тканевого сока пищевого продукта, появления первых кристаллов льда. Процесс охлаждения может осуществляться в газообразной, жидкой либо твердой среде. Наиболее распространенная газообразная среда – воздух, жидкая – вода, твердая – снег либо лед.

В холодильной технологии при расчете процесса охлаждения пользуются обычно решениями для тел так называемого " простого" охлаждения. Это понятие включает определенные условия:

- в охлаждаемом теле не должно быть внутренних источников теплоты;

- теплофизические свойства тела не должны меняться во время его охлаждения;

- температура охлаждающей среды и коэффициент теплоотдачи на поверхности тела обязательно постоянны.

Охлаждение продуктов происходит теоретически согласно закону Фурье о теплопроводности твердых тел при нестационарном режиме: сначала охлаждаются поверхностные слои, затем процесс охлаждения постепенно распространяется вглубь продукта. По истечении некоторого времени τ _ох, составляющего продолжительность процесса, температура всех частей тела выравнивается и становится равной температуре охлаждающей среды.

На продолжительность процесса охлаждения влияют множество факторов: свойства, форма, размер, начальная и конечная температуры продукта; вид, свойства и

(1)

параметры охлаждающей среды и пр. Довольно простое математическое выражение для определения продолжительности процесса охлаждения τ _ох, с, пищевых продуктов различной стереометрической формы предложено А. Фикиином:

 

где А_ф - эмпирический множитель, зависящий от формы продукта

(А_ф = 1 для продуктов в форме пластины, А_ф = 0, 5 для продуктов в форме цилиндра, А_ф = 0, 33 – для продуктов в форме шара);

d_пр - характерный размер продукта (толщина пластины или диаметр шара, цилиндра), м;

a_пр - температуропроводность продукта, м²/с;

t_ср - температура охлаждающей среды, ^оС;

t_нач - начальная температура продукта, ^оС;

t_кон - конечная среднеобъемная температура продукта, ^оС;

Bi - критерий Био.

 

Число Био находится по формуле

 

Bi=a_п× d_пр / (2× l_пр), (2)

где l_пр - коэффициент теплопроводности продукта, Вт/(м× К);

a_п - коэффициент теплоотдачи от поверхности продукта, Вт/(м²× К).

Коэффициент теплоотдачи a_п, Вт/(м^2.К) при конвективном охлаждении воздухом можно определить по формуле Юргеса

 

a_п = a_к = ( 5, 3+3, 6× v_в )× 1, 163, (3)

 

где v_в- скорость движения воздуха, м/с.

Усушкой называют потерю массы пищевого продукта вследствие испарения влаги с его поверхности. Усушка обусловлена наличием разности температур, а следовательно, и разности парциальных давлений водяного пара над поверхностью продукта р_п и в воздухе холодильной камеры р_в, Па.

Усушка колбасы DМ’, кг, рассчитывается по формуле

 

DМ’=W_исп× t_ох=b_исп× F_пр× (р’’_п - р_в)× 101, 325× t_ох / р_б, (4)

 

где W_исп – количество испарившейся влаги, кг/с;

b_исп – коэффициент испарения, кг/(м²× с× Па);

F_пр – площадь поверхности, участвующая в массообмене, м²;

р" _п – парциальное давление насыщенного водяного пара при температуре поверхности продукта, Па;

р_в – парциальное давление водяного пара в окружающем воздухе, Па;

101, 325 – нормальное атмосферное давление, кПа;

р_б – текущее атмосферное давление, кПа.

Примем р_б = 104, 3 кПа (782 мм рт. ст.).

 

При перпендикулярном к поверхности охлаждения направлении воздушного потока коэффициент испарения b_исп, кг/(м²× с× Па), определяется по формуле

b_исп=(0, 79+0, 645× v_в)× 10^-7. (5)

При расчете площади поверхности испарения принимаем

F_исп=0, 6F_пр, (6)

 

(7)

где F_пр – суммарная площадь поверхности охлаждаемых колбасных батонов, м².

Парциальные давления водяного пара определяются по h-d – диаграмме влажного воздуха (приложение А). Например, при параметрах воздуха t_в = 30 ^оС; j_в = 56 % (точка А на рисунке А-1) р_в = 2, 4 кПа. При такой же температуре поверхности продукта для насыщенного водяного пара при j_в = 100 % (точка Б на рисунке А-1) р" _п = 4, 3 кПа.

(8)

При определении парциальных давлений водяного пара р_п" и р_в учитываем, что температура поверхности продукта является переменной и изменяется в процессе охлаждения от начальной t_п.нач до конечной t_п.кон. При расчете принимаем, что до начала охлаждения продукт имел постоянную по всему объему температуру t_нач, а в конце процесса, когда температура в центре достигла t_кон, температура на поверхности приблизилась к температуре воздуха (принимаем на 1°C выше заданной температуры воздуха t_в). При этом параметры воздуха также изменяются. Принимаем, что в начале холодильной обработки температура воздуха в камере на 2°C выше заданной t_в, а в конце она поддерживается постоянной на уровне t_в, при относительной влажности j_в, %. Разность парциальных давлений водяного пара р" _п - р_в, Па, характеризующая массообмен при охлаждении продукта воздухом, находится как средняя за весь процесс по формуле

Потери массы продукта в процентном соотношении (относительная усушка продукта):

 

DG=DМ_пр’× 100/М_пр, %. (9)

 

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Действием, каких продуктов метаболизма метилового спирта, в основном и обуславливает его токсичность?
2. Динамика совокупного, среднего и предельного продуктов, их взаимосвязь.
3. Инвентаризация сырья и продуктов
4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПИЩЕВЫХ ДОБАВОК И РЕЖИМ ИХ ПРИЕМА
5. Исследование продуктов жизнедеятельности человека, голоса и речи, признаков внешности человека.
6. Кафедра «Товароведение и технологии продуктов питания»
7. Количество отдельных компонентов продуктов сгорания
8. Кругооборот доходов и продуктов. Взаимодействие основных экономических субъектов. Закрытая и открытая экономика.
9. Называется функцией производственных затрат ресурса i от объемов выпуска разнообразных продуктов.
10. О лекарственных свойствах продуктов
11. Обзор компании Christie и ее продуктов.
12. Олигополистический рынок: понятие, признаки, формы поведения фирм на рынках однородных продуктов