-26 тақырып. Тамақ өнімдерін суықпен өңдеу үрдісіндегі жылу және массаалмасуы

1. Тамақ өнімдерінің жылу физикалық параметрлері

2.Тамақ өнімдерін мұздату үрдісіндегі жылу физикалық параметрлерінің өзгеруі

3.Тамақ өнімдерін суықпен өңдеу үрдісіндегі жылу мен массаалмасу

Тамақ өнімдерінің жылуфизикалық параметрлеріне меншікті жылу сиымдылығы, жылуөткізгіштік, температура өткізгіштік, энтальпия, криоскопиялық температура, тығыздық, бу қысымының тепе-теңдігін жатқызуға болады.

Меншікті жылу сиымдылық- 1кг затты 1К –ге дейін суытуға немесе жылытуға қажетті жылу мөлшеріне тең шаманы айтады. Егер тамақ өнімдерінің құрамы мен кейбір қоспаларының меншікті жылу сиымдылығы белгілі болса, онда өнімнің меншікті жылу сиымдылығын (с) аддитивті заңы бойынша есептейді:
С=g₁c₁+g₂c₂+ …..+g_nc_n (3.1)
мұндағы: g_1,g_2,+g_n- қоспалардың салмақтық үлесі; c_1,c₂+c_n- қоспалардың меншікті жылу сиымдылығы, Дж/(кг·К);
Өнімдер құрамында су және құрғақ заттар болса, онда өнім шартты түрде екі компонентті болып есептеледі. Оның меншікті жылу сиымдылығын келесі формуламен анықтайды, Дж/(кг·К)
С= C_в∙W+C_c ∙ (1-W) ( 3.2)
мұндағы: C_в,C_c- су мен құрғақ заттың меншікті жылу сиымдылығы, Дж/(кг·К); W, (1-W)- су мен құрғақ заттардың салмақтық үлесі.
Жануар өнімдерінің құрғақ заттарының жылу сиымдылығы 1,34 дейін 1,68 кДж/(кг·К) аралығында болады, өсімдік өнімдерінің жылу сиымдылығы 0,91 кДж/(кг·К) құрайды. Сынақ мәндері жоқ болса, онда бұл шамаларды өнімнің жылу сиымдылық бағасы ретінде алуға болады.

Өнімдегі меншікті жылу сиымдылығынң өзгерісін мұздату температурасы аралығында оның құрамында ылғал мен мұздатылған су мөлшерінің бар болуымен анықтайды. Жылу сиымдылық температураның төмендеп, оның нөлге теңескен кезінде жойылады (термодинамиканың үшінші заңы).

Жылу өткізгіштік коэффициенті градиент температурасы кезінде өнімнің беттік ауданынан алынатын жылу санына тең.

Формуламен есептелген жылу өткізгіштік коэффициентінің мәні жуық болып саналады да, сондықтан зерттеу мәндері болмаған кезде ғана пайдаланылады.

Өнімдерді жылытқан кездегі сияқты оларды суыту немесе мұздатқан кезде жылу энергиясының алмасу механизмі жүреді, оны температура өткізгіштік деп атайды. Соның салдарынан өнімде температура ұрысы айғақталады. Бұл алмасудың жылдамдығы температура өткізгіштік коэффициентімен анықталады.
a = (3.4)
мұндағы: a - өнімнің температура өткізгіштік коэффициенті, м²/с; λ-өнімнің жылу өткізгіштік коэффициенті, Вт/(м·К); c -өнімнің жылу сиымдылығы, Дж/(кг·К); ρ - өнім тығыздығы, кг/м^3..

Оң температура болған кезде өнімнің температура өткізгіштігі өзгеріссіз болады, бірақ мұз түзілу азаяды. Бұл кристалдан жылудың бөлінуінен болады. Одан әрі температураның төмендеуі кезінде жылу өткізгіштік өседі және жылусиымдылық төмендегенде температура өткізгіштік жоғарылайды, су толығымен мұзға айналады және тұрақты шамаға ие болады.

Энтальпия- термодинамикалық жүйе күйінің бір функциясы, оны жылулық немесе жылу ұстағыш деп атайды. Өнімді суықпен өңдеу кезінде берілетін және шығатын жылуды анықтау үшін қолданады. Энтальпияның бастапқы температурасы -20⁰С кезінде анықтайды, оның шамасы 0-ге тең деп қабылдайды.

Криоскопиялық температура- өнімдердегі сұйық фазаның бастапқы қату температурасы болып табылады. Тамақ өнімдеріндегі ұлпа шырындары диссоцияланған коллоидты ерітінді ретінде күрделі құрамнан тұрады, оның криоскопиялық температурасы -0,5÷-5,0⁰С тең.

Тығыздық- өнімнің салмағының көлеміне қатынасы деп біледі. Мұздату кезінде өнімнің тығыздығы 5-8% төмендейді, ұлпадағы су мұзға айналған кезде, белгісіз массаға дейін көлемі өседі. Тез бұзылатын өнімдердің тығыздығы 1000 кг/м³ –ға тең.

Өнім бетіндегі су буының қысымының P_өн таза су буының қысымына Р_су қатынасын cудың белсенділік көрсеткіші деп атайды