Контрольные вопросы

1. Из чего состоит влажный воздух? В каком состоянии находится пар во влажном воздухе?

3. Дать определение основных параметров влажного воздуха.

4. Какой линией изображается на диаграмме процесс нагрева и охлаждения влажного воздуха? Процесс его увлажнения в сушильной камере?

5. Зачем нагревают воздух перед подачей в сушильную камеру?

6. Показать на диаграмме основные линии.

Исследование процесса охлаждения пищевых продуктов

Цель работы: определение экспериментально-аналитическим путем продолжительности охлаждения продукта в зависимости от его теплофизических свойств, параметров охлаждающей среды, условий охлаждения, а также определение тепловой нагрузки на камерные приборы охлаждения.

Общие положения

Большинство пищевых продуктов при обычных температурах долго храниться не могут, т.е. является скоропортящимися. Под влиянием микроорганизмов и ферментов, а также условий внешней среды (воздуха, света и др.) в них происходят биохимические изменения, вследствие которых они портятся.

Существующие методы консервирования (действие высоких температур, копчение, маринование, соление, сушка и др.) по биологическим принципам отличаются друг от друга тем, что достигается различная степень отмирания микроорганизмов и инактивация ферментов, вызывающих нежелательные изменения в продуктах. Эти способы в той или иной степени изменяют внешний вид, цвет и вкусовые качества продуктов.

Холод почти не изменяет питательных и вкусовых качеств продуктов, их внешний вид, не разрушает содержащихся в них витаминов. Охлаждение является наиболее совершенным методом холодильного консервирования продуктов без изменения их структурного состояния.

Охлаждение - это процесс, при котором температура продукта понижается до температуры, близкой к криоскопической. Некоторые продукты (яйца, отдельные виды овощей и фруктов) охлаждают до температуры ниже их криоскопической на 1...3°С и хранят в переохлажденном состоянии. Конечная температура охлаждения продуктов лежит в пределах от 0 до +5^оС.

Наиболее распространено охлаждение продуктов в воздушной среде. Воздух - естественная охлаждающая среда, практически не оказывающая никакого неблагоприятного воздействия на обрабатываемые продукты.

Рассмотрение процессов теплообмена при охлаждении влагосодержащих материалов начинается с термограмм - графического изображения изменений температуры во времени t = ¦(τ).

Изменение температуры в объекте зависит от размеров, теплофизических свойств материала, температуры охлаждающей среды и коэффициента теплоотдачи. Как правило, термограммы снимаются для различных точек объекта (по его толщине). В анализе теплофизических процессов холодильной технологии и соответствующих тепловых расчетах очень нужной величиной является среднеобъёмная температура тела t_V, которая в нестационарных процессах меняется во времени в соответствии с изменением поля температур и зависимости теплофизических свойств тела от температуры.

Среднеобъёмной температурой тела, температурное поле которого непостоянно, называется температура, которая может быть достигнута, если объект поместить в адиабатные условия (отсутствие теплообмена с окружающей средой):

t_V = t_Ц - (t_Ц – t_П), (1)

где t_Ц, t_П - температуры центра и поверхности объекта, соответственно;

y - коэффициент, определяемый формой тела.

Ниже приведены значения y для различных форм тела и условий охлаждения:

Форма тела	Охлаждение в воздухе	Охлаждение в жидкости
	y	y
Пластина	1/3	1/4
Цилиндр	1/2	2/5
Шар	3/5	1/2

Однако, использование уравнения (1) не всегда удобно, так как необходимо знать температуру поверхности объекта t_П , что соответствует граничным условиям первого рода. При граничных условиях третьего рода, когда известны температура среды t_С и коэффициент теплоотдачи a:

(2)

где - критерий Био, рассчитанный для теплофизических характеристик охлажденного продукта;

- коэффициент, зависящий от метода охлаждения;

- половина определяющего размера продукта (м);

a - коэффициент теплоотдачи от поверхности продукта к охлаждающей среде, Вт/(м²×К);

l - коэффициент теплопроводности продукта Вт/(м×К).

При воздушном охлаждении 3 ³ n ³ 1 (как правило, n = 2), при охлаждении в жидкости 4 ³ n ³ 1 (принять n = 3).

Можно определить координату точки, температура которой оказывается численно равной среднеобъемной температуре тела. Эту координату находят из зависимости:

_.

Если считать, что n=2, то . (3)

По методике экспериментального определения продолжительности охлаждения пищевых продуктов в воздухе определяют изменение во времени температуры продукта в центре и на его поверхности в процессе охлаждения, а также исследуют влияние на длительность охлаждения размеров продукта, формы, условий теплоотдачи на поверхности продукта и температуры воздуха.