CC BY
16
УДК 664.4
DOI 10.24411/0235-2486-2020-10092
определение теплоемкости скорлупы косточек абрикоса местного сорта Узбекистана
М.Ф. Ямалетдинова, аспирант
Бухарский инженерно-технологический институт, республика Узбекистан
Дата поступления в редакцию 06.04.2020 Дата принятия в печать 28.08.2020
* Munira-Ruslan77-79@mail.ru © Ямалетдинова М.Ф., 2020
Реферат
Местные сорта абрикоса имеют высокие товарные и вкусовые качества. Абрикосы содержат до 20-23 % сахара, богаты минеральными солями, микроэлементами, органическими кислотами, пектиновыми веществами, различными витаминами, особенно А и С, и являются источниками биологически активных веществ, а также имеют диетические и лечебные свойства. Абрикосы содержат косточки, которые считаются отходами - именно такое определение чаще всего получают абрикосовые косточки, польза и вред которых при этом не берутся в учет. Сладкие ядра абрикосов используются для производства кондитерских изделий, широко применяются в медицине, фармацевтике и косметологии. Абрикосовые ядра, обладающие горьким вкусом, после соответствующей обработки также можно использовать как заменитель миндаля. Скорлупа косточек абрикоса служит хорошим сырьем для производства активированного угля. После обугливания скорлупы косточек можно получать и черную краску, которая напоминает тушь. В Узбекистане из косточек абрикоса готовят различные восточные сладости и шурданак (соленые косточки) - вкуснейшее среднеазиатское лакомство. Это немного расколотые по шву соленые косточки урюка. Они приобретают беловатый цвет во время приготовления, так как их после засолки запекают в золе. В данной статье автором изучены теплофизические характеристики скорлупы и ядер косточек абрикоса. Тепло-физические характеристики, то есть теплоемкость - количество тепла, необходимое для повышения температуры объекта определенной массы в определенном интервале температур, - обуславливает характер и скорость протекания процесса. Показателем теплоемкости служит удельная теплоемкость, которая определяется количеством тепла, необходимым для повышения температуры 1 кг продукта на 1 С. Таким образом, для определения теплоемкости скорлупы косточек абрикоса автором были проведены эксперименты. По полученным данным эксперимента определена теплоемкость скорлупы косточек абрикоса, которая дает возможность дальнейшего исследования тепломассообменных процессов, протекающих при переработке абрикосовых косточек.
Ключевые слова
абрикосовая косточка, теплофизические свойства, температура, термоемкость, теплопроводность, теплоемкость, скорлупа, ядро, количество теплоты, поглощение
Для цитирования
Ямалетдинова М.Ф. (2020) Определение теплоемкости скорлупы косточек абрикоса местного сорта Узбекистана // Пищевая промышленность. 2020. № 9. С. 23-25.
Specification of the heat capacity sorts of the apricot
M.F. Yamaletdinova, graduate student Bukhara Engineering and Technology Institute, Republic of Uzbekistan
Received: April 6, 2020 * Munira-Ruslan77-79@mail.ru
Accepted: August 28, 2020 © Yamaletdinova M.F., 2020
Abstract
Local sorts of apricot have high commodity and taste qualities. Apricots contain up to 20-23 % sugar, mineral salts, microelements, organic acids, pectin and vitamins, especially vitamin A and vitamin C. There are many biologically active substances in the apricots and they have dietary and medicinal properties. Apricots contain seeds that are considered as a waste - this definition is most obtained by apricot seeds, which benefits and harm are ignored. Sweet apricot seeds are used in the confectionery production, medicine, pharmaceuticals and cosmetology. Bitter-tasting apricot seeds can also be used as a substitute for almonds after an appropriate processing. Apricot seed shell is a good raw material for the production of activated coal. After charring the shell of the seeds, it is possible to get a black dye that resembles mascara. In Uzbekistan, apricot seeds are used to make various Oriental sweets and shurdanak (salted seeds), it is a delicious delicacy of Central Asia. These are slightly split at the seam of salty seeds of the apricot. They acquire a whitish color during baking, because they are baked in the ash after salting. In this article, the author has studied the thermophysical characteristics of the apricot shell and seed. Thermophysical characteristics, that is, heat capacity is the amount of heat that is required to increase the temperature of an object of a certain mass in a certain temperature range, it determines the nature and speed of the process. The heat capacity indicator is the specific heat capacity, which is determined by the amount of heat that needed to increase the temperature of 1 kg of product by 1 °C. The author has carried out experiments to determine the heat capacity of the shell of the apricot seed. According to the experimental data, the specific heat of the shell of apricot seeds was determined, which makes it possible to further study of the calculation of heat and mass transfer processes that occurring during the processing of apricot seeds.
Key words
apricot seed, thermophysical properties, temperature, thermal capacity, thermal conductivity, heat capacity, shell, seed, amount of heat, absorption
For citation
Yamaletdinova M.F. (2020) Specification of the heat capacity of seeds shell of local Uzbekistan sorts of the apricot // Food processing industry = Pischevaya promyshlennost'. 2020. No. 9. P. 23-25.
of seeds shell of local Uzbekistan
issn 0235-2486 пищевая промышленность 9/2020
23
НАУЧНЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ - ВКЛАД В СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ
ТЕМА НОМЕРА
Введение. В Узбекистане производится свыше 662 123 т в год местных сортов абрикоса. Из этого количества отходы, то есть косточки, составляют 40%. В данный момент переработка и получение готового продукта из этого отходного сырья являются актуальной задачей. Переработкой абрикосов занимаются консервные заводы и частные фирмы, вырабатывающие сухофрукты [1].
В абрикосовых косточках содержатся витамины группы В17 и РР, при этом большое количество минеральных веществ. Например, железо, кальций, фосфор и т. д. из таких косточек можно сделать и обычное масло для употребления в пищу и применения в косметологии, ведь косточки содержат около 70% масла [2].
Косточка абрикоса (см. рисунок) - покрытое деревянистой оболочкой ядро, встречающееся в мякоти абрикоса. Прежде всего косточки используются как семена для размножения растений.
При переработке абрикосовых косточек важное значение имеют теплофизические характеристики скорлупы и ядра косточек абрикоса.
Теплофизические свойства обуславливают характер и скорость протекания процесса нагрева или охлаждения продукта. Знание теплофизических и массо-обменных характеристик нужно для расчетов тепловой энергии, необходимой для охлаждения или замораживания пищевых продуктов [3].
К общим теплофизическим свойствам относятся температура, теплоемкость и теплопроводность. Овощи и фрукты характеризуются неоднородной структурой, что обусловлено химическими свойствами и составом, строением. Это обуславливает общность и различия показателей, характеризующих теплофизи-ческие свойства.
Температура - основная физическая величина, которая характеризует тепло-
динамическое состояние продуктов, а также их совокупностей.
Температура сельхозпродуктов зависит от температуры окружающей среды. При перемещении сельхозпродуктов из одной среды в другую возникают перепады температуры, что может вызвать выпадение конденсата и их увлажнение. Вследствие этого возможно увеличение массы сельхозпродукта, а также нежелательные качественные изменения.
Температура сельхозпродуктов существенно влияет на их сохраняемость. При высокой температуре увеличивается интенсивность биохимических, микробиологических и некоторых физических процессов (усушка), вследствие чего возрастают потери, ухудшается сохраняемость сельхозпродуктов, сокращаются сроки хранения. Низкие температуры, снижая интенсивность многих процессов, также могут вызывать негативные явления (замерзание, застуживание). Поэтому оптимальная температура сельхозпродуктов индивидуальна для каждой группы или даже вида. Например,температура хранения абрикоса должна быть не выше 20 °С, но не ниже 5 °С.
Теплоемкость - количество тепла, необходимое для повышения температуры объекта определенной массы в определенном интервале температур.
Показателем теплоемкости служит удельная теплоемкость, которая определяется количеством тепла, необходимым для повышения температуры 1 кг продукта на 1 °С. Выражается показатель в Дж /°С или Дж /(кг^К), где К - градус Кельвина. Удельная теплоемкость воды - 1, углеводов - 0,34, жиров - 0,42, белков -0,37 Дж/°С.
Теплоемкость (С) можно определить по формуле:
Рис. 1. Абрикосовая косточка: 1 - стык косточки, 2 - полая часть косточки, а- ширина стыка скорлупы, Ь - ширина косточки, I - длина косточки
где Q - количество тепла, Дж; ^ и - начальная и конечная температура тела, град.
Удельная теплоемкость разных сельхозпродуктов неодинакова. Она зависит от их химического состава и температуры. с увеличением влажности и температуры теплоемкость, как правило, изменяется.
Удельная теплоемкость рассчитывается для определения количества тепла, которое нужно передать сельхозпродукту для его нагревания или отнять для его охлаждения. Этот показатель применяется для расчета потребностей в холодиль-
24 9/2020 пищевая промышленность issn 0235-2486
ном оборудовании или кондиционерах для обогрева.
Теплопроводность - количество тепла, которое проходит через массу объекта определенной толщины и площади в фиксированное время при разности температур на противоположных поверхностях в один градус. Показателем этого свойства является удельная теплопроводность, или коэффициент теплопроводности, которая характеризуется количеством тепла, проходящего через массу продукта толщиной 1 м на площади 1 м2 за 1 ч при разности температур на противоположных поверхностях в один градус.
Единица измерения удельной теплопроводности (X):
кДж/(м-ч-град)
Расчет показателя проводят по формуле:
Х= (Q•a)/(S(t1-t2)•Z),
где Q - количество тепла, прошедшее через слой продукта, кДж;
а - толщина слоя, м;
S - площадь поверхности, м2;
- разность температур на противоположных поверхностях, град;
Z - время, ч.
Поэтому чем ниже влажность сельхозпродуктов, тем меньше теплопроводность. Следовательно, сухие сельхозпродукты с высокой скважистостью медленнее охлаждаются. Поэтому заданные режимы с пониженной температурой для сухих сельхозпродуктов устанавливаются дольше, чем для влажных, но обладающих непрерывной водной фазой.
Теплофизические характеристики ядер абрикосовых косточек исследованы автором К.Х. Гафуровым на кафедре «Физика» МТИПП [4].
Для определения теплофизических характеристик (ТФХ) ядер (коэффициентов теплопроводности X, температуропроводности а и теплоемкости с) использован зондовый экспресс-метод, разработанный А. С. Паниным и В.Д. Скверчаком и позволяющий получать значения ТФХ непосредственно в процессе нагрева и сушки
[5].
Этот метод является комплексным и дает возможность получать достоверные данные сразу о трех основных ТФХ (X, а, ср) исследуемого материала.
В научно-технической литературе нами не обнаружены данные по теплофизиче-
ским характеристикам скорлупы косточек абрикоса. Поэтому для определения удельной теплоемкости скорлупы косточек абрикоса мы экспериментально исследовали теплоемкость скорлупы косточки абрикоса. Определение теплоемкости проводилось в герметичной термоемкости. Она позволяет измерить не истинное значение теплоемкости, а среднее значение при температуре 85 °С, где подведенное к образцу конечное количество тепла, вызванное этим конечное приращение температуры образца и температура образца до и после нагрева. Значение теплоемкости относят к средней температуре. При расчетах различных теплофизических параметров используются значения удельной теплоемкости.
Методика проведения эксперимента следующая: термоемкость заполняется водой (300 мл), нагретой до 85 °С, и исследуемым образцом - в нашем случае это скорлупа абрикосовых косточек общей массой 130 г. Далее рассчитываем количество теплоты нагретой воды, находящейся в термоемкости. Температура в термоемкости остается неизменной.
Qв=mв•c•Лt (кДж),
где Qв - количество теплоты нагретой воды, кДж;
тв - масса воды, кг;
св=4,19 - теплоемкость нагретой воды, кДж/кгК;
At - разность температур в интервале от 85 до 20 °С.
Q=0,3•4,19•(85-20) =81,71 (кДж)
После определения количества теплоты нагретой воды замеряем температуру смеси - это нагретая вода и скорлупа косточек абрикоса - до достижения равновесия температуры воды и скорлупы косточек абрикоса 68 °С. Таким образом мы определяем, какое количество теплоты поглощает скорлупа косточек абрикоса в интервале температур от 85 до 68 °С.
Количество теплоты, поглощенной скорлупой косточек абрикоса, составляет:
Qск=mв•c•Aí=0,3•4,19•17=21,37 (кДж)
При известном значении Qri. можно определить удельную теплоемкость скорлупы косточек абрикоса Сск:
C = QJ(mc:At) =21,37/(0,13Ч85-68)) = = 9,67 кДж/кг °C
Заключение. Данными проведенного эксперимента определена удельная теплоемкость скорлупы косточек абрикоса:
С=9 , 6 7 ^ °с.
ЛИТЕРАТУРА
1. Байметов, К.И. Особенности возделывания местных сортов абрикоса в Узбекиста-не/К.И. Байметов, М.К. Турдиева, П. Назаров. - Ташкент, 2011.
2. Щербаков, В.Г. Биохимия и товароведение масличного сырья: учебник, 7-е из-дание/В.Г. Щербаков, В.Г. Лобанов. - СПб.: Лань, 2016. - 392 с.
3. Гинзбург, А.С. Теплофизические характеристики пищевых продуктов/А.С. Гинзбург, М.А. Громов, Г.И. Красовская. - М.: Пищевая промышленность, 1980. - 288 с.
4. Гафуров, К.Х. Теплофизические характеристики ядер косточек абрикоса/К.Х. Гафуров, С.Г. Ильясов, О.Ф. Сафаров, Т. Р. Шомуро-дов. - Пищевая промышленность. - 1991. -№ 11. - С. 78.
5. Панин, А.С. Исследование теплофизических процессов обработки полуфабрикатов хлебопекарного производства; дисс. ... канд. техн. наук. - М., 1979. - 196 с.
REFERENCES
1. Bajmetov KI, Turdieva MK, Nazarov P. Osobennosti vozdelyvanija mestnyh sortov abrikosa v Uzbekistane [Features of cultivation of local varieties of apricot in Uzbekistan]. Tashkent, 2011 (In Russ.).
2. Scherbakov VG, Lobanov VG. Biohimija i tovarovedenie maslichnogo syr'ja [Biochemistry and commodity oilseeds]: uchebnik. 7-e izdanie. Saint Petersburg: Lan', 2016. 392 p. (In Russ.)
3. Ginzburg AS, Gromov MA, Krasovskaja GI. Teplofizicheskie harakteristiki pishhevyh produktov [Thermophysical characteristics of food]. Moscow: Pischevaya promyshlennost', 1980. 288 p. (In Russ.)
4. Gafurov KH, Il'jasov SG, Safarov OF, Shomurodov TR. Teplofizicheskie harakteristiki jader kostochek abrikosa [Thermophysical characteristics of apricot kernel kernels]. Pischevaya promyshlennost'. 1991. No. 11. P. 78 (In Russ.).
5. Panin AS. Issledovanie teplofizicheskih processov obrabotki polufabrikatov hlebopekarnogo proizvodstva [Study of thermophysical processes for the processing of semi-finished bakery products]; thesis of Candidate of Technical Sciences. Moscow, 1979. 196 p. (In Russ.)
Автор
Ямалетдинова Мунира Фадитовна, аспирант
Бухарский инженерно-технологический институт, Узбекистан, 200100, г. Бухара, ул. Каюма Муртазаева, д. 15, Munira-Rus1an77-79@mai1.ru
Author
Munira F. Yamaletdinova, graduate student
Bukhara Engineering and Technology Institute, 15,
Kayuma Murtazaeva str., Bukhara, Republic of Uzbekistan, 200100,
Munira-Rus1an77-79@mai1.ru
issn 0235-2486 пищевая промышленность 9/2020
25
