CC BY
39
CALCULATION OF PARAMETERS OF SUGAR EXTRACTION FROM BEET SHAVINGS WITH PRELIMINARY HEATING IN DIFFUSION DEVICE
EG. STEPANOVA, M.A. PECHERITSA
Kuban State Technological University,
2, Moskovskaya st., Krasnodar, 350072; e-mail: k-mapp@kubstu.ru
Necessity of an intensification of process sugar extraction from beet shavings by preliminary heating in special extraction section the device is shown. Comparative thermal calculation of diffusion process without taking into account and taking into account shaving heating electroactivated extraction is given.
Keywords: extraction, thermal calculation, beet shaving, diffusion device, time active extraction.
664.8.022.6
РАЗМОРАЖИВАНИЕ ГЛАЗИРОВАННОИ РЫБЫ
В.Е. КУЦАКОВА, С.В. ФРОЛОВ, С.А. ТОЛКАЧ
Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий,
191002, г. Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9; тел ./факс: (812) 571-80-16, электронная почта: frolencia@nm.ru
Рассмотрены кинетические закономерности процесса воздушного и водного размораживания глазированной рыбы. Даны аналитические соотношения для расчета времени размораживания глазированной рыбы в зависимости от тол -щины намороженного слоя. Усредненная корреляция расчетных и экспериментальных данных составила менее 6%. Ключевые слова: размораживание продуктов, глазурь, рыба.
На предприятия рыбоперерабатывающей промышленности достаточно часто поступает глазированная рыба. При этом толщина глазури варьируется в зависимости от фирмы-поставщика. Однако в настоящее время не существует методов расчета времени размораживания глазированной рыбы с учетом толщины слоя глазури.
Размораживание рыбы - важное звено в технологической цепи ее переработки, поэтому при неудовлетворительном его проведении может наблюдаться значительное ухудшение качества готового продукта, несмотря на соблюдение остальных режимов технологической цепи.
Размораживание рыбы чаще всего осуществляется в воздушной среде, реже в водной среде.
Нами проведено исследование процесса размораживания тушек трески, покрытых глазурью, в водной и воздушной средах.
Рассмотрим размораживание тушек трески в воде. Параметры тушек [1]: характерный размер (половина максимальной толщины тушки) ,К2 0,037 м, плотность р2 1060 кг/м3, теплопроводность оттаявшей части (именно она нам нужна) 1 0,53 Вт/(м • °С), влажность
W 0,80, криоскопическая температура ^ -0,9°С, коэффициент формы (отношение объема к площади поверхности и характерному размеру) Ф 0,4, теплоемкость замороженной части С2 1840 Дж/(кг • °С). При этом треска покрыта слоем ледяной глазури толщиной R1 (колеблется в довольно широких пределах, мы рас -смотрим различные значения) с плотностью р1 910 кг/м3 (плотность льда), криоскопической температурой естественно ^ 0°С и теплоемкостью льда C1 2100 Дж/(кг • °С). Тушка со льдом имеют начальную температуру 4 -18°С. Вся эта система погружается в воду, температура которой ^ может также варьировать в довольно широких пределах в зависимости от времени года. Коэффициент теплоотдачи от воды к тушке при естественной конвекции, рассчитанный по известным соотношениям [2], а 300 Вт/(м2 • °С).
При размораживании такой системы вначале происходит таяние намороженного слоя воды, а затем начинает размораживаться тушка. Строго говоря, тушка начнет размораживаться не сразу же после оттаивания льда, так как криоскопическая температура рыбы ниже, чем у чистого льда. Однако это время можно не учитывать, поскольку время охлаждения поверхности
Таблица 1
Температура воды tw, °С Тип данных tl + t2 = t, мин, при толщине намороженного слоя Rb м Усредненная корреляция расчет. и эксперимент. дан - ных £ср,%
0,001 0,002 0,003 0,005
Теор. 1 + 192 = 193 2 + 192 = 194 4 + 192 = 196 6 + 192 = 198
15 Эксп. 1 3 + 202 = 205 4 + 202 = 206 5 + 202 = 207 7 + 202 = 209 5,8
Эксп. 2 3 + 174 = 177 4 + 174 = 178 5 + 174 = 179 7 + 174 = 181
Теор. 1 + 144 = 145 2 + 144 = 146 3 + 144 = 147 5 + 144 = 149
20 Эксп. 1 1 + 150 = 151 1 + 150 = 151 2 + 150 = 152 3 + 150 = 153 3,4
Эксп. 2 1 + 137 = 138 2 + 137 = 139 2 + 137 = 139 3 + 137 = 140
250
200
150
100
□ Расчетные
20 15
Температура воды (№ °С ■ Экспериментальные 1
Рис. 1
Экспериментальные 2
рыбы менее чем на 1°С (от ^ 0°С до ^ -0,9°С) по сравнению с временем размораживания незначительно. Расчет продолжительности этих двух этапов Т1 и т 2 необходимо проводить по-разному. Оттаявшая вода стекает с тушки, поэтому теплопередача идет от воды непосредственно к фронту таяния При размораживании тушки теплота передается через оттаявший слой. Продолжительность размораживания считаем по классической формуле Планка. При этом рассчитывая Т1 необходимо учесть три момента. Во-первых, нужно изъять из формулы Планка слагаемое, отвечающее за тепловое сопротивление оттаявшего слоя, поскольку его в этом случае нет. Во-вторых, поскольку толщина слоя мала по сравнению с размерами рыбы, не нужно вставлять в соотношение коэффициент формы (т. е. форму слоя считать пластиной). В-третьих, влажность льда W = 1. Таким образом, расчетное соотношение для Т1
12 = Ф
q2p 2R2 Rl
tw — 12 21
1
; q2 = qW +C2 (t2 -tb), (2)
q1 p 1R1 a (tw -11)
; q1 = q0 + C1 (^ - 4),
(1)
где ^ - температура воды, °С; q0 = 3,3 • 10 Дж/кг - теплота кристаллизации воды; а - коэффициент теплоотдачи от воды к тушке при ес -тественной конвекции (от воздуха к тушке при различной скорости обдува V, м/с), Вт/(м2 • °С).
Расчет продолжительности второго этапа осуществляется по классической формуле Планка
где = 20°С - температура воздуха; W = 0,80 - влажность.
Результаты расчета по формулам (1) и (2) и экспериментальные данные продолжительности первого и второго этапов водяного размораживания (т - время тая-нья намороженного слоя воды, мин, т2 - время размораживания тушки, мин) приведены в табл. 1.
Из полученных данных видно, что продолжительность первого этапа составляет менее 4% от продолжительности всего процесса и может не учитываться при расчете времени размораживания.
Расчетные и экспериментальные данные (табл. 1) продолжительности водного размораживания при R1 0,001; 0,002; 0,003 и 0,005 м представлены на рис. 1 (а, б, в, г соответственно).
Рассмотрим размораживание в воздушной среде. Пусть тушки обдуваются воздухом с температурой ^ 20°С и различными скоростями V 0,1-1,4 м/с. При этом коэффициент теплоотдачи, также рассчитанный по известным соотношениям [2], будет варьировать в пределах а 7-14 Вт/(м2 • °С). Расчет производится по тем же соотношениям (1) и (2). Результаты приведены в табл. 2.
Таблица 2
Коэффициент те - t1 + 12 = т, мин, при толщине намороженного слоя R1, м
п лоотдачи а, Вт/(м2 • °С) Тип данных 0,001 0,002 0,003 0,005 Еср., %
Теор. 39 + б72 = 711 77 + б72 = 749 11б + б72 = 788 194 + б72 = 8бб
7 Эксп. 1 45 + б40 = б85 91 + б40 = 731 130 + б40 = 770 23б + б40 = 87б 2,4
Эксп. 2 39 + 709 = 748 80 + 709 = 789 121 + 709 = 830 202 + 709 = 911
Теор. 27 + 510 = 537 54 + 510 = 5б4 81 + 510 = 591 135 + 510 = б45
10 Эксп. 1 24 + 533 = 557 52 + 533 = 585 79 + 533 = б12 153 + 533 = б8б 4,3
Эксп. 2 23 + 518 = 541 50 + 518 = 5б8 77 + 518 = 595 142 + 518 = бб0
Теор. 23 + 447 = 470 45 + 447 = 492 б8 + 447 = 515 113 + 447 = 5б0
12 Эксп. 1 1б + 471 = 487 37 + 471 = 508 49 + 471 = 520 93 + 471 = 5б4 2,1
Эксп. 2 18 + 4б0 = 478 42 + 4б0 = 502 55 + 4б0 = 515 105 + 4б0 = 5б5
Теор. 19 + 402 = 421 39 + 402 = 441 58 + 402 = 4б0 97 + 402 = 499
14 Эксп. 1 11 + 442 = 453 2б + 442 = 4б8 37 + 442 = 479 58 + 442 = 500 4,5
Эксп. 2 13 + 451 = 4б4 31 + 451 = 482 45 + 451 = 49б 79 + 451 = 530
а б в г
800 900 900 1000
7 10 12 14 7 10 12 14 7 10 12 14 7 10 12 14
Коэффициент теплоотдачи а, Вт/(м2 ■ °С)
□ Расчетные ■ Экспериментальные 1 □ Экспериментальные 2
Рис. 2
Из полученных данных следует, что при возушном размораживании продолжительность таяния ледяной корки может уже составлять до 24% от общей продолжительности процесса и этим временем пренебрегать нельзя.
Расчетные и экспериментальные данные (табл. 2) продолжительности воздушного размораживания при R1 0,001; 0,002; 0,003 и 0,005 м представлены на рис. 2 (а, б, в, г соответственно).
Экспериментальные данные достаточно хорошо согласуются с расчетными аналитическими соотношениями предложенных аналитических решений. Усредненная корреляция расчетных и экспериментальных данных составляет менее 6%.
DEFROSTING OF GLAZED FISH
V.E. KUTSAKOVA, S.V. FROLOV, S.A. TOLKACH
Saint-Petersburg State University of Low-Temperature and Food Technologies,
9, Lomonosova st., Saint-Petersburg, 191002; ph./fax: (812) 571-80-16, e-mail: frolencia@nm.ru
Kinetic regularities for process of glazed fish defrosting by air and by water were studied. Analytical correlations for defrosting
timing of glazed fish depending from thickness of frozen layer were provided. Averaged correlation of calculated experimental
data was less than 6%.
Key words: defrosting of products, glaze, fish.
658.511.5:664.951
РАЗРАБОТКА РАЦИОНАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ ПРОЦЕССА ВАРКИ ПИЩЕВОЙ СМЕСИ ДЛЯ ЕГО АВТОМАТИЗАЦИИ С ЭЛЕМЕНТАМИ АНАЛИЗА СЛОЖНЫХ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СИСТЕМ
А.Х-Х. НУГМАНОВ, В. В. ЕРМОЛАЕВ, П.Н. ЛАРИН, Ю.А МАКСИМЕНКО
Астраханский государственный технический университет,
414025, г. Астрахань, ул. Татищева, 16; тел./факс: (8512) 25-73-68, электронная почта: astu@astu. org
Рассчитаны и обобщены теплофизические и структурно-механические характеристики, энергетическая ценность не -которых многокомпонентных супов. Предложена математическая модель процесса варки пищевой смеси многокомпо -нентных супов, основанная на методе анализа размерностей теории подобия, приведен алгоритм расчета компонент -
ВЫВОД
Предложена физико-математическая модель про -цесса размораживания глазированной рыбы. Даны аналитические решения для расчета времени ее размораживания в зависимости от толщины намороженного слоя.
ЛИТЕРАТУРА
1. Гинзбург А.С., Громов М.А., Красовская Г.И. Тепло -физические характеристики пищевых продуктов. - М.: Пищевая пром-сть, 1980. - 288 с.
2. Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена. - Новосибирск: Наука, 1970. - 658 с.
Поступила 21.01.10 г.
