CC BY
29
Таблица
Параметр оптимизации bo bi b2 h bl2 613 &23 &li b22 b33
Yi 0,77 -0,05 -0,065 -0,19 0,075 0.04 0,008 0,07 -0,17 -0,03
y2 3,01 -0,06 -0,21 1,29 0,28 -0,025 0,1 -0,08 -0,015 0,02
Y$ 2,8 0,33 -0,65 0,38 0,013 0,19 0,34 0,44 -0,27 0,17
Yi 3,71 0,29 0,03 -0,01 0,06 0,21 0,36 0,04 0,1 0,2
Ys 3,18 0,19 -0,07 -0,08 0,13 0,13 0,28 0,14 -0,13 -0,20
Ye 1,08 0,13 -0,14 0,08 -0,08 -0,05 -0,38 0,20 0,61 0,64
затели рационального использования рыбного сырья при обработке различными коптильными средами — препаратами, красителями, вкусо-аро-матизирущими добавками.
Обобщение модельных данных позволяет рекомендовать в качестве основных критериальных показателей при холодном копчении рыбы для коптильного препарата так называемый водно-белково-жировой коэффициент ВБЖК = В/(Б+Ж), для коптильного красителя — жиро-водный коэффициент кожи ЖВКкожм = 100Ж/В; для вкусо-аро-матизирущей коптильной добавки — коэффициент обезвоживания К0б = В2/В,. Соответствующие диапазоны критериев следующие: ВБЖК 3,5-1,3;' ЖВКт3-10; К, 1-0,8. Чем ближе значение
кожи ии
критерия к правому показателю в диапазоне, тем рациональнее направлять сырье.
Целесообразность направления рыбы на горячее копчение коптильными препаратами можно определить по белково-жировому коэффициенту БЖК = Б/Ж, коптильными красителями — по ЖВК%ОЖ}! = 100Ж/В. Ароматизаторы в горячем копчении применять не рекомендуется. Соответствующие диапазоны значений критериев: БЖК 2-120; ЖВКтжя 3-10.
Таким образом, зная химическии состав сырья (содержание влаги, жира, белка) и вид коптильной среды, можно определять наиболее рациональные пути их взаимодействия.
ВЫВОДЫ
1. Установлена математическая зависимость химического состава коптильного конденсата от основных параметров его получения.
2. Определены математические зависимости коэффициента массопередачи (по фенольному числу) от комплекса факторов: сырья, препарата, внешнего воздействия.
3. Получен комплекс математических моделей, связывающих основные эффекты копчения с параметрами рыбного полуфабриката в процессах их взаимодействий в режиме холодного копчения.
4. Научно обоснованы критериальные показатели рационального направления рыбного сырья в целевых технологиях бездымного копчения холодным и горячим способами.
ЛИТЕРАТУРА
1. Горохов Ю.И., Курко В.И. Сорбция фенолов при копчении / Исследования по технологии рыбных продуктов. — М.: ВНИРО, 1986. — С. 35-44.
2. Загороднов В.П. Методические основы исследования химической природы аромата копчения / Там же. —
С. 61-68.
3. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. — М.: Химия, 1971. — 784 с.
4. Курко В.И. Основы бездымного копчения. — М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1984.— 232 с.
5. Мезенова О.Я., Жаворонков В.И., Загородняя Д.И. Цветовые характеристики рыбы холодного копчения / Совершенствование технологии и контроля производства продукции из рыбного сырья. — Калининград: КТИРПХ, 1990. — С. 78-91.
6. Романков П.Г., Фролов В.Д. Массообменные процессы химической технологии. — JI.: Химия, 1990. — 384 с.
7. Toth L. Chemie der Raucherung. — 1982. — 331 S.
8. Rusz I. Physical and chemical processes in the production and application of smoke / / Pure and Applied Chemistry.
— 1984. — 49,— № 11. — P. 1639-1648.
Кафедра технологии рыбных продуктов
Поступила 02.12.97
664.045.5.001.24
НЕКОТОРЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕПЛОМАССООБМЕНА ПРИ ОХЛАЖДЕНИИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
В.Н. ЭРЛИХМАН, Ю.А. ФАТЫХОВ
Калининградский государственный технический университет
К основным характеристикам тепломассообмена при охлаждении пищевых продуктов относятся темпы охлаждения т, испарения тя и коэффициенты теплоотдачи конвекцией ак и испарением аи.
В холодильной технологии теоретически установлено и экспериментально подтверждено [1, 2], что изменение температуры и скорости испарения
влаги подчиняется регулярному режиму. Однако результаты определения характеристик тепломассообмена, полученные на основе теории регулярного режима, у многих исследователей вызывают сомнения [2]. Так, темп испарения влаги тя теоретически должен быть близок к темпу охлаждения т, в то время как он оказывается в 1,4 раза выше. Величину отношения полного коэффициента теплоотдачи а к коэффициенту теплоотдачи испарением аи, составляющую от 2 до 3, считают завышенной.
1998
блица
и ко-чис-рата,
глей, пара-IX их ІЯ,
зате-іья в олод-
копче-ов. —
Д.и.
[ИЯ /
адсгва
ІРПХ,
цессы
с,
исііоп
іівігу.
31.24
нако
змас-
гляр-
вают
тео-
.жде-
раза
іиен-
дачи
тают
Таблица 1
53 *,,.'с <С Г влаги/кг СВ г, , кДж/кг ‘л «к, Вт/(м2-К), при <р0, % си. Вт/{м2 - К), при у>0, % а/аИ, при *>0, %
84 100 84 100 84 100
,03 + 14 9,877 2466,68 9,79 9,34 10,21 10,66 1,96 1,88
02 + 12 8,581 2471,44 10,20 9,72 9,80 10,28 2,04 1,95
17 + 10 7,456 2476,20 10,61 10,10 9,39 9,90 2.13 2,02
,2 +8 6,478 2480,96 10,90 10,47 9,10 9,53 2,20 2,10
,20 +6 5,628 2485,72 11,44 10,84 8,56 9,16 2,34 2,18
64 +4 4,890 2490,48 11,88 11,19 8,12 8,81 2,46 2,27
+2 : л, 4,249 2495,24 12,44 — 7,56 — 2,65 —
В работе [3] установлено, что суммарный тепловой поток конвекцией и испарением влаги от продукта к охлаждающей среде определяется выражением
Ч = «(г.. - (1)
где ^ и ^ — температура поверхности продукта и мокрого термометра, соответствующая параметрам,, охлаждающей среды £0, относительной влажности <р0 и влагосодержанию й0> °С; а = а„ + а — полный коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2-К).
Выражение (1) получено из уравнения полного количества тепла, обмененного между влажной поверхностью продукта и воздухом при представлении количества тепла, отдаваемого испарением, в виде
а ~ г, ВЫ - й ) = а (Ї
“й аIV П О/ И\ П
У.
(2)
где — теплота парообразования, кДж/кг;
— влагосодержание насыщенного воздуха над поверхностью продукта при ?п, г влаги/кг СВ; tp — температура точки росы, ”С.
Зависимости (1) и (2) физически точно отражают, что при ?п = Гм = 0 и при £п = ^ (?и = 0.
Выражение (1) представляет граничное условие третьего рода и сводит задачу тепломассообмена к задаче простого охлаждения, в котором эквивалентом температуры охлаждающей среды является температура мокрого термометра.
Для установления численных соотношений между коэффициентами теплоотдачи ак, аи и а использованы выражения
с1„ - с1„
а... -
П
с К
а
1 +
й_ - (I
(3)
(4)
П
- г
где
с — удельная теплоемкость воздуха при й , кДж/(кг-К).
Выражение (3) следует из выражения (2) при использовании соотношения Льюиса, а выражение (4) получается из уравнения (3) после прибавления к его левой и правой части величины а
Результаты вычислений ак, аИ и а/аи при а = = 20 Вт/(м2,К), и - +2°С и относительных влажностях 84 и 100% для различных температур влажной поверхности продукта приведены в табл.
1. При выполнении расчетов учитывалось условие постоянства величины а для регулярного режима, каковым является процесс охлаждения продуктов.
Влагосодержание насыщенного воздуха, теплоту парообразования и удельную теплоемкость воздуха в зависимости от температуры влажной поверхности определяли по зависимостям
= ехр(0,0703?п + 1,306); (5)
2500 - 2,38? ;
(6)
с = 1,005 + 1,8Ы0. (7)
Данные табл. 1 показывают, что величина аи уменьшается с понижением температуры поверхности продукта, а соотношение а/а,.| при этом увеличивается. В пределах относительных влажностей воздуха, имеющих место в практических условиях охлаждения продуктов, оно составляет 1,9-2,7, что достаточно близко к величинам, полученным некоторыми исследователями. С повышением относительной влажности охлаждающего воздуха величина а/ак уменьшается, что указывает на увеличение доли теплоты, отдаваемой от продукта испарением.
С целью сопоставления темпа испарения т.Л с темпом охлаждения т были выполнены расчеты по их определению для шаров радиусом г 0,025; 0,05 и 0,1 м с коэффициентом теплопроводности Я =
- 0,465 Вт/(м-К), удельной теплоемкостью сп =
= 3,358 кДж/(га-К), плотностью р ■= 1000 кг/м3 при а — 20 Вт/(м2-К), ?н = +12°С и I = +4°С.
Определение продолжительности х и темпа охлаждения т осуществлено на основе использования критериев Н, М и введенных для регулярного режима [4]. При вычислении критерия Я использовали величину полного коэффициента теплоотдачи а, а при определении продолжительности охлаждения г в регулярном режиме учитывали, что эквивалентом температуры охлаждающей среды является температура мокрого термометра:
г =
1п(^в - К) - Ні - у
т
(8)
Темп испарения влаги тя, учитывая экспоненциальный характер убывания скорости испарения
влаги и [1] в регулярном режиме, определяли по выражению
1п(Ын - и ) - 1п(и - и ) ту = -----; — , (9)
где ин — начальная скорость испарения вла-
ги в момент времени г = 0, кг/с; и — постоянная скорость испарения влаги при температуре поверхности продукта, равной £н, кг/с.
Для текущих температур поверхности продукта скорость испарения рассчитывали по уравнению
и = ^ - йо)Р-10“3, (10)
где Р — поверхность тепломассообмена, м2.
Результаты вычислений для = +2°С и <р0 =
= 84% (табл. 2) показывают, что темп испарения превышает темп охлаждения и их отношение не зависит от размеров тела одной формы.
. г. Таблица 2
г, м Я Ф М т-104, с"1 г, с с ш„/т
0,025 0,037 0,796 0,260 5,685 2295 6,412 1,128
0,050 0,654 0,651 0,426 2,325 5588 2,623 1,128
0,100 1,309 0,466 0,610 0,833 15598 0,940 1.128
Расчеты, выполненные для ?о = +2°С и относительной влажности охлаждающего воздуха 60, 84 и 100%, свидетельствуют о существенном влиянии ^0'на соотношение тИ/т, которое соответственно составляло 1,173; 1,128 и 1,100. Таким
образом, подтверждается, что т,,/т > 1. Однако эта величина существенно меньше, чем указанная в ряде исследований.
ВЫВОДЫ
1. Получены зависимости для определения характеристик тепломассообмена при охлаждении пищевых продуктов, которые могут быть использованы для расчета и анализа процессов охлаждения и потерь влаги.
2. Подтверждено, что отношение а/с;и лежит в пределах 1,9-2,7. Установлено, что с понижением температуры продукта и относительной влажности воздуха оно увеличивается.
3. Отношение темпа испарения к темпу охлаждения те/т не зависит от размеров тела одной формы, уменьшается с увеличением относительной влажности воздуха и существенно меньше величин, приведенных в литературе.
ЛИТЕРАТУРА
1. Алямовский И.Г. Естественные потери (отрицательный источник тепла) при охлаждении пищевых продуктов в воздухе / Тр. респ. науч. конф. ’’Повышение эффективности процессов и оборудования холодильной и пищевой пром-сти”. Технологическая секция. — Л., 1973. —
С. 110-112.
2. Чижов Г.Б. Теплофизические процессы в холодильной технологии пищевых продуктов. — М.: Пищевая пром-сть, 1979. — 302 с.
3. Эрлихман В.Н. Теплообмен при сушке продуктов / Совершенствование технологии и контроля производства продукции из рыбного сырья / Тр. КТИРПиХ. — Калининград, 1990. — С. 58-64.
4. Кондратьев Г.М. Тепловые измерения. — Л.: Машгиз, 1957. — 244 с.
Кафедра пищевых и холодильных машин
Поступила 03.12.97
664.143.002.51
ГИДРОМЕХАНИКА ЗАМКНУТОГО ОБЪЕМА РОЛИКОВОГО МЕХАНОХИМИЧЕСКОГО АКТИВАТОРА
А.В. БУНЯКИН, В.И. МАРТОВЩУК,
Т.В. МГЕБРИШВИЛИ
Кубанский государственный технологический университет
В настоящее время эффективно развивается механохимия — наука о влиянии на химические процессы механических воздействий, существенно изменяющих физические и химические свойства конечных продуктов.
Эффективность механического воздействия зависит от многих факторов, основными из которых являются химическая природа и дисперсность реагирующих веществ, свойства окружающей среды, рабочая температура, интенсивность и время механического воздействия, а также природа материала, из которого изготовлен аппарат.
Для механической активации твердых тел используют аппараты, обладающие высокой энергонапряженностью: вибрационные и центробежные мельницы, дезинтеграторы, струйные мельницы, экструдеры, механически воздействующие на вещество. В одних случаях это может быть раздавливание, в других — удар, раскалывание и истирание.
Количественное описание явлений, проходящих в аппаратах механохимической технологии, сопряжено со сложным многообразием одновременно протекающих процессов — гидродинамических, диффузных, тепловых, адсорбционных, химических.
Наиболее приближенной моделью, отражающей поведение суспендированного материала между контактирующими поверхностями качения, истирающими и раздавливающими дисперсные примеси, является модель роликового подшипника. В настоящей работе рассматривается гидродинамика замкнутого объема роликового подшипника при вращении внутреннего кольца. В этом случае не могут быть использованы известные положения теории смазки роликовых подшипников, так как рассматриваемая рабочая жидкость не обладает смазочными свойствами, имеет дисперсные примеси и заполняет весь свободный объем подшипника.
Задача поведения жидкости при высокой частоте вращения внутреннего кольца может рассматриваться в два этапа. Первый — система полностью замкнутого элементарного объема без проникновения в щель контакта, где вблизи точки
контг
ТЄЧЄЕ
говыг ниє 1
ТЄЧЄІ
мкну
Ни
приві
ющи<
меда
нолц
в
НИЯ I СТЯМІ
Другг
Ок
облас
(точк
ратри
котор
дится
ноете
вани5
вращ(
ноете
Знг
ЛИПе! усов сти ч доста-;
