Научно-образовательный комплекс по кредитной технологии обучения Методические указания (стр. 4 из 6)
В воздушных системах различают системы канального и бесканального распределения воздуха. В первом случае в помещении располагают два или один канал. В настоящее время двухканальную систему используют редко. При одноканальной системе отепленный воздух всасывается через входной патрубок вентилятора. Одноканальную систему применяют для камер охлаждения и замораживания и для камер хранения.
В бесканальной системе при подаче воздуха в помещение через насадки применяют различные сопла, скорость выходящего из них воздуха 10 - 15 м/с. В результате смешивания с воздухом камеры скорость потока быстро гасится.
В камерах хранения широко применяют компактные подвесные воздухоохладители. Их можно устанавливать также около стен или на антресолях либо подвешивать к потолку.
Контрольные вопросы
1. Что такое тепловой баланс?
2. Классификация систем охлаждения холодильных камер?
3. Какие существуют способы отвода теплоты от потребителя холода?
Задание для СРСП:
1. Охлаждение колбасных изделий и мясных консервов. Охлаждение яиц.
2. Охлаждение рыбы. Охлаждение животных пищевых жиров.
Задание для СРС: оформить результаты практической работы № 4. Ответить на вопросы для самопроверки. Подготовиться к опросу по темам лекции и СРСП.
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 5
Тема: ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ.
Цель: Изучить наиболее важные теплофизические параметры пищевых продуктов, единицы измерения и формулы, по которым высчитываются эти величины.
Методическое обеспечение
1.Методические указания по выполнению практических работ.
К наиболее важным теплофизическим параметрам пищевых продуктов относят удельную теплоемкость, теплопроводность, температуропроводность, энтальпию, криоскопическую температуру, плотность, равновесное давление пара.
Удельной теплоемкостью называется величина, равная количеству теплоты, необходимому для нагревания или охлаждения 1 кг вещества на 1 К.
Если известны состав продуктов питания и удельная теплоемкость отдельных компонентов, то удельную теплоемкость продукта с рассчитывают по закону аддитивности:
где g1, g2, ..., gn— массовые доли компонентов; с1,с2 ..., с„ -удельные теплоемкости компонентов, Дж/(кг · К).
Продукты условно считаются двухкомпонентными системами, состоящими из воды и сухих веществ, тогда удельную теплоемкость определяют по формуле, Дж/(кг · К),
где св, сс — удельные теплоемкости соответственно воды и сухих веществ, Дж/(кг • К); W, (1 - W) — массовые доли соответственно воды и сухих веществ.
Теплоемкость сухих веществ большинства продуктов животного происхождения колеблется от 1,34 до 1,68 кДж/(кг · К), растительных составляет около 0,91 кДж/(кг · К). При отсутствии экспериментальных данных эти значения можно применять для оценки теплоемкости продуктов.
Изменение удельной теплоемкости продуктов в интервале температур замораживания определяется в основном начальным их влагосодержанием и количеством вымороженной воды. Теплоемкость убывает с понижением температуры, стремясь к нулю при абсолютном нуле температуры (третий закон термодинамики).
Теплопроводность — один из видов теплопередачи, при котором перенос теплоты имеет атомно-молекулярный характер. Явления теплопроводности возникают при разности температур между отдельными участками тела (продукта). Количественно теплопроводность характеризуется коэффициентом теплопроводности и измеряется в Вт/(м • К).
Коэффициент теплопроводности численно равен количеству теплоты, переносимому через единицу площади поверхности в синицу времени, при градиенте температуры, равном 1:
где lв ~~ коэффициент теплопроводности воды, равный 0,6 Вт/(м · К); lс — коэффициент теплопроводности сухих веществ, равный 0,2бВт/(м-К).
Теплопроводность продуктов с понижением температуры остается практически постоянной до начала замерзания и зависит только от влагосодержания, а затем увеличивается, так как коэффициент теплопроводности льда в четыре раза больше, чем воды. Значения коэффициента теплопроводности, рассчитанные по формулам, являются приближенными, поэтому ими пользуются только при отсутствии экспериментальных данных.
При охлаждении и замораживании продуктов, как и при их нагревании, действуют механизмы переноса продуктом тепловой энергии — температуропроводность. В результате в продукте перемещается температурный фронт. Скорость этого перемещения характеризуется коэффициентом температуропроводности
где а — коэффициент температуропроводности продукта, м2/с;l - коэффициент теплопроводности продукта, Вт/(м-К); с — удельная теплоемкость продукта, Дж/(кг · К); g — плотность продукта, кг/м3.
При положительных температурах температуропроводность продукта практически неизменна, но с началом льдообразования она резко уменьшается. Это вызвано выделением теплоты кристаллизации. При дальнейшем понижении температуры вследствие роста теплопроводности и уменьшения теплоемкости температуропроводность увеличивается и достигает постоянного значения, когда вода полностью переходит в лед.
Энтальпия — однозначная функция состояния термодинамической системы, часто называемая тепловой функцией или теплосодержанием, измеряется в Дж/кг. Данными об изменении энтальпии продовольственных продуктов в холодильной технологии пользуются обычно для определения отведенной или подведенной теплоты при холодильной обработке продуктов. Энтальпию отсчитывают при какой-либо начальной температуре (обычно -20 °С), При которой ее значение принимается за 0.
Криоскопической температурой называют температуру начала замерзания жидкой фазы продуктов. Тканевый сок продовольственных продуктов представляет собой диссоциированный коллоидный раствор сложного состава, которому соответствует криоскопическая температура -0,5...-5°С. Плотность — отношение массы продукта к его объему. При замораживании плотность продукта уменьшается (на 5- 8 %) поскольку вода в тканях, превратившись в лед, увеличивается в объеме при неизменной массе. Плотность большинства скоропортящихся продуктов составляет около 1000 кг/м3.
Равновесное давление пара над поверхностью продукта Рпиз-за содержания во влаге продуктов растворенных веществ (сахара, соли и др.) несколько ниже давления насыщенного пара Рнпри той же температуре даже при полном насыщении.
Отношение давления пара воды, содержащейся в продукте, к давлению пара чистой воды (или льда) при той же температуре называется относительным понижением давления водяного пара:
где aw-- коэффициент термодинамической активности воды, называемый иногда величиной водной активности.
Эта величина, выраженная в процентах {aw =100%), определяет равновесную относительную влажность, т.е. относительную влажность воздуха, при которой продукт не теряет и не получает влаги. Величина равновесной относительной влажности зависит от природы продукта и является функцией его температуры, т.е. гигротермической характеристикой продукта.
Контрольные вопросы:
1. Что такое коэффициент теплоемкости и в чем измеряется?
2. Что такое коэффициент теплопроводности и в чем измеряется?
3. Что такое равновесное давление пара?
4. Что такое коэффициент температуропроводности и в чем измеряется?
5. По каким формулам вычисляются коэффициенты теплопроводности, температуропроводности и теплоемкости?
Задание для СРСП:
1. Быстрозамороженные продукты
2. Сублимационная сушка продуктов.
Задание для СРС:
Оформить результаты практической работы № 5. Ответить на вопросы для самопроверки. Подготовиться к опросу по темам лекции и СРСП. Составить 20 тестовых заданий по темам лекции и практической работы № 5.
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 6
Тема: ОТЕПЛЕНИЕ И РАЗМОРАЖИВАНИЕ ОХЛАЖДЕННЫХ, ПОДМОРОЖЕННЫХ И ЗАМОРОЖЕННЫХ ПРОДУКТОВ.
Цель: изучить процессы отепления и размораживания охлажденных, подмороженных и замороженных продуктов.
Методическое обеспечение
1.Методические указания по выполнению практических работ.
Перед употреблением охлажденные, подмороженные и замороженные продукты подвергают обработке, целью которой является доведение их до состояния, близкого к исходному.
Отепление и размораживание — заключительные операции в непрерывной холодильной цепи, осуществляемые непосредственно перед выпуском пищевых продуктов в розничную торговлю, промышленной или кулинарной обработкой.
Цель этих операций — приведение продукта в состояние, удобное для дальнейшего использования и как можно более близкое к состоянию, свойственному натуральному продукту высокого качества. Учитывая, что отепление — это процесс, обратный охлаждению, а размораживание — процесс, обратный замораживанию, стремятся достичь максимальной обратимости этих процессов.
Отепление. Представляет собой процесс постепенного повышения температуры охлажденных продуктов до уровня окружающего воздуха при максимально полном сохранении их качества.
Отепление позволяет предотвратить отпотевание продуктов (конденсация влаги из воздуха на их более холодную поверхность) при переходе из холодной среды в теплую и соответственно обсеменение поверхностей микрофлорой из воздуха.