Термические свойства мяса и мясопродуктов и охлаждающей среды
| Обработка продуктов / Обработка мяса | |
| Теги: обработка мяса |
|
Охлаждение, т. е. отдача тепла телом окружающей среде происходит: а) путем теплопроводности; б) конвекцией; в) лучеиспусканием, с переходом тепловой энергии в лучистую. Продолжительность и скорость охлаждения тела зависят от следующих основных факторов: а) количества тепла, которое нужно отвести от охлаждаемого тела; б) характера и размеров поверхности тела, соприкасающегося с охлаждающей средой; в) теплопроводности тела; г) теплоперехода и коэффициентов, характеризующих теплопереход от тела к окружающей среде; д) теплопроводности среды, передающей тепло от тела к охлаждающим приборам; е) разности температур тела и окружающей среды. Количество тепла, заключающегося в теле, в данном случае в мясе или мясопродукте, зависит от его массы, теплоемкости и температуры. Удельный вес, теплоемкость, теплопроводность, температура, температуропроводность и другие параметры, характеризующие термические свойства мяса и мясопродуктов, варьируют в зависимости от их химического состава и состояния. Так как главнейшей и наиболее изменяющейся величиной является вода, то теплоемкость продуктов в значительной мере зависит от теплоемкости воды и льда, входящих в их состав.  Для обычных практических расчетов можно пользоваться приближенными данными, полученными экспериментальным путем и приведенными выше в разделе “Основные физические константы мяса”. Основная формула теплообмена для тела (в данном случае мяса) имеет вид: Q = (F/G) α z (tпрод. — tср. ) кал/кг . F — поверхность продукта, в м2; G — вес продукта, в кг; α — коэффициент теплоперехода от продукта к окружающей среде в кал/м2 час °С; z—время процесса теплообмена в часах; t прод. — температура поверхности теплоотдающего (охлаждаемого) продукта; tср. — температура среды, окружающей теплоотдающий продукт;. Величина отношения поверхности тела к весу F/G определяет продолжительность охлаждения и потерю веса от испарения влаги. Количество подводимого к телу или отводимого от тела тепла пропорционально величине поверхности F; отсюда следует, что чем больше величина F/G, тем больше на единицу веса поверхность охлаждения и тем интенсивнее теплообмен. Выражение F/G может быть преобразовано: F/G = F/(Vd) где: V — объем тела; d — удельный вес. Так как для определенного тела d = const, то выражение F/G эквивалентно выражению F/V и в таком виде будет характеризовать продолжительность охлаждения в зависимости от формы тела. Для тел различной геометрической формы отношение F/V будет различным:
Эти данные показывают, что при одинаковых условиях охлаждения продолжительность его для этих тел будет находиться в соотношениях: шар : куб : цилиндр : пластина = 1 : 1 :1,5 : 3
Чем больше форма тела приближается к шару или кубу, тем оно при равных условиях будет быстрее охлаждаться. Это условие действительно для тел различного объема и, следовательно, различного веса. Для тел же равного веса из одного и того же вещества, когда G = Vd = const и, следовательно, V=const, но различной формы, отношение F/V составит: для пластины 2(ху)1/3 (1/x + 1/y + 1)V--1/3
В этом последнем рассматриваемом случае продолжительность охлаждения шара и куба будет наибольшей по сравнению с цилиндром и пластиной.для цилиндра 2,929 (z1/3 + z-2/3) V--1/3 для куба 6 • V--1/3 для шара 4,836 • V--1/3 Примечание, х и у — отношение двух линейных размеров пластины к третьему, а z — отношение высоты цилиндра к диаметру. Проф. Д. А. Христодуло (“Технология мяса”, 1941) приводит эмпирические формулы, определяющие зависимость между весом, толщиной бедра и длиной половинки полутуш — говяжьих и свиных, позволяющие по одной из этих величин определить другую. Если обозначить через Δ толщину бедра полутуши в м, через l —ее длину в м, а через С — вес полутуши в кг, то можно зависимость эту выразить следующими формулами: δ = с • G1/3 ± 5% м; . δ = с1 • G1/3 ± 5% м; где: с и с1 — постоянные, которые по данным проф. Христодуло, равняются
Поверхность F (в м2) разрубленной на две продольные половинки туши может быть определена по эмпирическим формулам А. Г. Дивакова, связывающим цифровые величины поверхности с цифровыми величинами веса туш в кг:
Эти формулы позволяют определить размеры поверхности туш и половинок, толщину бедра и длину половинок, необходимых для расчетов охлаждения. Помимо размеров поверхности существенное значение при определении величины теплоперехода имеют цвет поверхности и ее состояние. Теплота лучеиспускания определяется известной формулой Q = С • F [(T1/100)4 - (T2/100)4] где: С—приведенный коэффициент излучения, в калориях; F — поверхность лучеиспускания, в м2, Т1 и Т2 — абсолютные температуры поверхности лучеиспускающего тела и тела, воспринимающего теплоту. Явления теплообмена находятся в прямой зависимости от характера и состояния среды, т. е. находится ли среда в движении или в покое. В качестве среды, непосредственно соприкасающейся с охлаждаемым мясом и с мясопродуктами, служат либо воздух, либо жидкая среда (вода, рассол), либо испаряющийся углекислый газ (СО2 — сухой лед), либо такие обычно применяемые твердые тела как железо, алюминий и т. п. Физические константы этих сред приведены в таблицы
Явления теплообмена весьма сложны и, что касается теплообмена между продуктами и окружающей их средой, далеко не изучены вследствие сложности явлений, обусловливаемых характером среды, сложной конфигурацией продуктов, характером их поверхности и крайней ее неоднородностью даже для одного и того же вида, и т. д. Поэтому фактически для определения коэффициентов теплоперехода приходится пользоваться более упрощенными данными. Для коэффициента теплоперехода α, соответствующего различным состояниям воздуха и жидкости, могут быть приняты следующие значения:
Отсюда видно, что в жидкой среде можно значительно сократить длительность процесса охлаждения. Этим обстоятельством и пользуются в тех случаях, когда стремятся ускорить процесс охлаждения (и, естественно, замораживания) при условии сохранения основных свойств продуктов. Важнейшим условием консервирования продукта воздействием низких температур является доведение температуры продукта до определенных пределов и соответствующее поддержание температуры среды, в которой продукт хранится. Предельная температура и влажность воздуха, которым охлаждается или замораживается продукт, или в котором он хранится в охлажденном или замороженном состоянии, находятся в зависимости от состояния и качества термической обработки и хранения продукта, от длительности хранения, от наличия тары, ее вида и состояния, способа укладки и степени загрузки помещений термической обработки продукта. Для различных условий консервирования низкими температурами продукта устанавливают свои оптимальные температуры и влажность. При этом, однако, необходимо избегать колебаний температуры, так как это может вызвать увлажнение поверхности продукта, оттаивание поверхности мороженых грузов или подморозку охлажденных и т. п. Не менее важно поддерживать определенную относительную влажность воздуха. Повышенная влажность воздуха создает благоприятные условия для развития микрофлоры, а очень низкая вызывает чрезмерную усушку продукта, сопровождающуюся не только понижением веса, но и изменениями питательных и вкусовых качеств и товарного вида продукта. Влажность воздуха устанавливается в зависимости от состояния продукта до термической обработки, его химического состава, наличия и состояния тары, продолжительности хранения и других факторов. Так, мясо более низкой упитанности, содержащее больший процент влаги, при холодной обработке воздухом требует более высокой влажности воздуха, чем мясо высокой упитанности, так как в последнем жировой покров уменьшает усушку мяса. При охлаждении влажного воздуха ниже точки росы избыток влаги выпадает в форме росы, инея, снега или льда, что также необходимо учитывать при поддержании определенной влажности воздуха. Для высушивания воздуха применяются влагопоглощающие соли (хлористый кальций и др.), для увлажнения воздуха — распыление воды. Эти простейшие способы осушения и увлажнения воздуха не позволяют, однако, с достаточной точностью регулировать влажность воздуха. Более точным методом является переохлаждение увлажненного воздуха с последующим его отеплением. При охлаждении часть влаги воздуха конденсируется, после чего воздух с пониженной абсолютной влажностью (соответственно температуре охлаждения) нагревается до необходимой температуры, благодаря чему устанавливается желательная относительная влажность. Наиболее совершенным методом такого регулирования состояния (температуры и влажности) воздуха является кондиционирование воздуха с помощью автоматически действующих установок. Аппараты кондиционирования воздуха по своему устройству одновременно выполняют также функцию очистки воздуха от микрофлоры, что придает использованию их наибольший эффект с точки зрения сохранения качества продукта. Постоянные оптимальные температуры и влажность воздуха необходимо поддерживать во всех точках помещения, а котором продукт подвергается термическому воздействию. Это, однако, очень сложная задача. На состояние воздуха в различных точках помещения оказывают влияние направление и скорость тепловых потоков, температура и влажность продукта, способ расположения продукта в помещении, различие температур и влажностей воздуха при поступлении и отводе его из помещения и т. д. Для приближения состояния воздуха в разных точках к нормальным оптимальным условиям увеличивают циркуляцию воздуха при уменьшении разности между начальной и конечной температурой и влажностью его. Однако это ведет к более интенсивному высушиванию наружных слоев продукта и требует усиленной работы вентиляторов, и увеличения расхода энергии, затрачиваемой на термическую обработку. Циркуляция воздуха в помещениях, где продукт охлаждается воздухом, в необходимых пределах нужна также для устранения застоя воздуха, благоприятствующего развитию микрофлоры. Циркуляция воздуха может быть естественной — за счет разности удельных весов теплого и холодного воздуха, или искусственной, осуществляемой при помощи вентиляторов. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Автор: - - | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Показать все статьи |
Похожие Статьи
.png)
© 2014 Мастер & повар | Кулинарная школа.
мастер-повар.рф
Поделится
Email
Распечатать